1.库仑分析法概述.pptVIP

仪器分析课程讲义 第六章 库仑分析法 一、库仑分析原理与过程 一、库仑分析原理与过程 是一种电解分析法，但与电重量分析法不同，分析结果是通过测量电解反应所消耗的电量来求得的。 省却了费时的洗涤、干燥及称重等步骤。 可精确地测量分析时通过溶液的电量，故测量结果准确，可用于微量成分的分析。 可分为控制电位库仑分析及恒库仑滴定，为便于理解控制电位库仑分析的基本原理，先讨论控制电位电解法 二、控制电位电解法 各金属离子有不同的分解电压，在电解分析中，金属离子又大部分在阴极上析出，就需要控制阴极电位 若溶液中含0.01mol/L Ag＋及1mol/L Cu 2＋的硫酸盐溶液,Ag＋开始由溶液中析出的阴极电位：0.682V，而使Cu 2＋析出的阴极电位则为0.345V 外加分解电压：U分 ＝ (E阳＋E阳,超)－( E阴＋E阴,超）＋i R 二、控制电位电解法 二、控制电位库仑分析法 1.原理简介 2.装置与过程 2.装置与过程 三、库仑滴定──恒电流库仑分析 2.库仑滴定的特点 二、自动库仑滴定 2. 污水中化学耗氧量的测定 * 2004.12. 库仑分析法：电极反应-电量-物质量相互关系； 库仑分析法的理论基础：法拉第电解定律； 基本要求：电极反应单纯，电流效率100%。 法拉第电解定律: 物质在电极上析出产物的质量W 与通过电解池的电量Q 成正比。 式中：M为物质的摩尔质量（g），Q为电量（1库仑=1安培×1秒），F为法拉第常数（1F=96487库仑），n为电极反应中转移的电子数。 使Ag＋ 由溶液中析出的外加电压U分为1.02V，而使Cu 2＋由溶液中开始析出的外加电压为1.35V，这样Ag＋ 首先由溶液中析出； 随着溶液中Ag＋浓度的降低， E阴,Ag+将减小，此时外加电压必需做相应的增加才能使电解顺利进行（如：Ag＋浓度降至10-7mol/L， U分增至1.31V ） 若能控制合适的电极电位，即可能用电解法分离溶液中离子。 通过控制阴极电位来准确实现 控制电位库仑分析的仪器装置与控制电位电解法相同 库仑分析是根据电解反应时通过电解池的电量来分析的，须在电解电路中串连一个能够精确测量电量的库仑计 库仑计本身也是一种电解电池，可用不同的电极反应来构成，如：银库仑计（重量库仑计）；气体库仑计根据电解时产生的气体的体积来直接读数 控制电位库仑分析装置示意图 1） 测量过程： (1)预电解,消除电活性杂质。通N2除氧。预电解达到背景电流,不接通库仑计。 (2)将一定体积的试样溶液加入到电解池中，接通库仑计电解。当电解电流降低到背景电流时，停止。由库仑计记录的电量计算待测物质的含量。 2）库仑计：a.氢氧库仑计(电解水) 每库仑电量产生0.1742mL氢气、氧气混合气体。 2）库仑计： b.电流积分库仑计 恒阴极电位：电流随时间变化时 恒电流： Q= i ? t 控制电位库仑分析法特点：某些电极反应，其氧化型与还原型都是溶解的，不能用电解法析出从而进行浓度测定，但控制电位库仑分析法却不受其限制 1. 控制电流的电解过程 在特定的电解液中，以电极反应产物作为滴定剂（电生滴定剂，相当于化学滴定中的标准溶液）与待测物质定量作用 借助于电位法或指示剂来指示滴定终点。故库仑滴定并不需要化学滴定和其它仪器滴定分析中的标准溶液和体积计量。 (1) 不必配制标准溶液 简便，简化了操作过程； (2) 可测定在电极上不能起反应的物质，还易于使电流效率达到100％（p189例） (3) 滴定剂来自于电解时的电极产物 快速，产生后立即与溶液中待测物质反应； (4) 库仑滴定中的电量较为容易控制和准确测量 准确，可达0.2%； (5) 方法的灵敏度、准确度较高。 灵敏，可检测出物质量达 10-5-10-9 g/mL。 (6) 易自动化 (7)可实现容量分析中不易实现的滴定,Br2、Cl2作为滴定剂； 1. 钢铁试样中含碳量的自动库仑测定 原理：试样在1200 °C左右燃烧，产生的CO2导入高氯酸钡酸性溶液，发生如下反应： Ba(ClO4) 2 + H2O + CO2 → BaCO3↓ + 2HClO4 反应后溶液的酸度增加，开始电解，产生一定量OH - 2H2O +2e → 2OH- +H2 （阴极反应） 溶液恢复到原来酸度值时，停止电解。 消耗的电量→产生的OH - 量→中和的 HClO4量 二摩尔的高氯酸相当于一摩尔的碳。 可由仪器读数装置直接读出含碳量。 化学耗氧量（COD）是评价水质污染程度的重要指标。它是指1dm3