第八章 电解和库仑分析法.pptVIP

第29页，共60页，星期日，2025年，2月5日例：在Pt电极上电解0.1mol/LH2SO4中的0.01mol/LAg+,2mol/LCu2+。已知铜的标准电极电位为0.337V，银的标准电极电位为0.779V。问：1）首先在阴极上析出的是铜还是银？2）电解时两者能否完全分离。第30页，共60页，星期日，2025年，2月5日解：1）首先求出两者的析出电位：它们的析出电位等于它们的平衡电位加上超电位。由于超电位很小，可忽略不记，因此：第31页，共60页，星期日，2025年，2月5日银的析出电位更正，银先析出。第32页，共60页，星期日，2025年，2月5日在电解过程中，随着Ag+的析出，其浓度逐渐降低。当其浓度降为10-6mol/L时，可认为已析出完全。此时，银的析出电位为：还比铜的析出电位正，所以可以通过电解将两者分离。具体可在0.445～0.346V电解即可。第33页，共60页，星期日，2025年，2月5日§8-2库仑分析法一、法拉弟（Faraday）电解定律：电解过程中，在电极上析出的物质的重量与通过电解池的电量之间成正比，可用下式表示：式中，W为物质在电极上析出的克数；M为分子量,n为电子转移数,F为法拉第常数，1F=96487C；Q为电量，以C为单位。第34页，共60页，星期日，2025年，2月5日法拉弟定律的正确性已被许多实验所证明。它不仅可应用于溶液也可应用于熔融电解质。第35页，共60页，星期日，2025年，2月5日二、电流效率：在一定的外加电压条件下，通过电解池的总电流iT，实际上是所有在电极上进行反应的电流的总和。第36页，共60页，星期日，2025年，2月5日它包括：（1）被测物质电极反应所产生的电解电流ie；（2）溶剂及其离子电解所产生的电流is；（3）溶液中参加电极反应的杂质所产生的电流iimp。第37页，共60页，星期日，2025年，2月5日电流效率表示被测物质电极反应所产生的电解电流ie占总电流的百分比，可由下式计算ηe＝Ie/（Ie+Is+Iimp）×100％＝Ie/IT×100％第38页，共60页，星期日，2025年，2月5日库仑分析中要求电极反应单纯，电流效率100%(电量全部消耗在待测物上)。第39页，共60页，星期日，2025年，2月5日三、控制电位库仑分析（恒电位库仑分析）：1、装置和基本原理：在电解池装置的电解电路中串入一个能精确测量电量的库仑计。第40页，共60页，星期日，2025年，2月5日电解时，用恒电位装置控制阴极电位，以10O％的电流效率进行电解，当电流趋于零时，电解即完成。由库仑计测得电量，根据Faraday定律求出被测物质的含量。第41页，共60页，星期日，2025年，2月5日2、电量的测量：电量大小用库仑计、积分仪等方法得到。a）库仑计测量：在电路中串联一个用于测量电解中所消耗电量的库仑计。常用的是氢氧库仑计，其构成图所示。第42页，共60页，星期日，2025年，2月5日电解管与刻度管用橡皮管联接。电解管中焊两片铂电极，管外为恒温水浴套。电解液可用0.5mol／LK2SO4或Na2SO4。通过电流时在阳极上析出氧气：H2O-2e→1/2O2+2H+在阴极上拆出氢气2H＋+2e→H2总反应为H2O→H2↑+1/2O2↑第43页，共60页，星期日，2025年，2月5日在标准状况下，每库仑电量析出O.1741mL氢、氧混合气体。当得到VmL混合气体，则电量Q=V/0.1741。第44页，共60页，星期日，2025年，2月5日第1页，共60页，星期日，2025年，2月5日概述电解分析和库仑分析是利用将电能转变为化学能的电解池来进行的。第2页，共60页，星期日，2025年，2月5日一、电解分析和库仑分析：1、电解分析：通过称量在电解过程中，沉积于电极表面的待测物质量为基础的电分析方法。又称电重量法。第3页，共60页，星期日，2025年，2月5日是现有分析方法中最精密的方法之一。精确度可达千分之一。不需要标准物校正，直接获得测得量与重量的关系。此法有时可作为一种离子分离的手段。第4页，共60页，星期日，2025年，2月5日2、库仑分析：通过测量在电解过程中，待测物发生氧化还原反应所消耗的电量为基础的电分析方法。也叫电量分析法。第5页，共60页，星期日，2025年，2月5日二、电解池组成：第6页，共60页，星期日，2025年，2月5日§8-2电解分析一、电解分析基本原理1、电解：当直流电通过某种电