第03章 电解与库仑.ppt

《仪器分析》课程
第四章电解与库仑分析法
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仪器分析(含实验)
仪器分析课程授课情况阶段调查
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2. 授课内容困难、适中、容易
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4. 课堂交流合适、应加强
5. 课堂讨论合适、应加强
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一、基本概念
:借助外加电源的作用实现化学反应向着非自发方向进行的过程,也是电解池中通过电流的过程。
2. 电解分析(Electrolytic Analysis)
1) 电重量法(Electrolytic gravimetry):直接称量电极上析出物质的质量
2) 电解分离法(Electrolytic sepraration):使用电解手段进行物质的分离
(Coulometry):根据电解过程中所消耗的电量求得被测物的含量电量分析法
:无论由重量法还是库仑分析,不需要基准物质和标准溶液。
§4—1 电解分析法
§4—2 发展历史
1800年意大利物理学家伏打成功制造伏打堆电池。同年英国化学家卡里斯尔()和尼柯尔森()利用伏打电池实现了水的电解。
利用电流进行电量分析的最早尝试是电解分析法。1864年,吉布斯首次利用这种方法测定铜。
铜的快速电解测定获得成功,促进这种分析方法进一步扩展到其它金属。
1873年汉内() 测定汞
测定Zn, Pb. Riche测定Mn
测定Cd
对影响电解测定法的各种因素,,人们为改善电解分析法的质量,着重于电解液的性质如改变溶剂、加入适当电解质等方法。而Classen第一个利用仪器装置系统观察了电流的大小,电流密度以及外加电压对电解质量的影响,并发现电解溶液和电解过程中搅拌电解液对电解速度有极大改善。
1889年,。
1896年,,提高效率。
1899年,,阳极为螺旋形铂丝,一直沿用至今。
§4—3 电解分析的基本原理
一、分解电压
利用Pt电极电解1M HCl
Cu2+ + 2e = Cu↓
阴极 H+(1M)+e →1/2 H2 (P1大气压)
阳极 Cl—(1M)→1/2Cl2+e (P2大气压)
2H2O = 4H+ + O2 + 4e—
负极阴极还原反应
正极阳极氧化反应
电解分析及分解电位
AB, 外加电压很小,几乎没有电流通过,V↑,
i略↑
CD, 外加电压增至一定数值,i随V↑急剧↑
C点即分解电压,电解物质在两电极上产
生迅速、连续不断的电极反应时可需的
最小外加电压,对可逆过程而言,其数
据等于它本身所构成的自发电动势。
E分= E反= E阳— E阴
而外加电压为 V外= E分+ iR
Cu2+ + 2e = Cu
φ平= φø + (RT/nF)ln[Cu2+]
φ阴= φ平反应处于平衡状态
φ阴﹤φ平[Cu2+]减少,析出Cu
析出电位就是平衡时的电极电位
在阴极上,析出电位愈正者,愈易还原,而在
阳极上析出电位愈负者,愈易氧化
如:Cu, Pb, Cd, Zn Eº(V)
Cu2+ + 2e = Cu(s) +
Pb2+ + 2e = Pb (s) ­
Zn2++2e=Zn(s) ­
Cd2++2e=Cd(s) -
O2,Cl2
2H2O = O2+ 4H++ 4e- +
2Cl- = Cl2 + 2 e +
故:分解电压=电解池的反电动势=阳极平衡电位—阴极平衡电位→(可逆)
E分=φ析(阳)—φ析(阴)