《庫侖分析法》ppt課件

1、第六章第六章 庫侖分析法庫侖分析法第一節(jié)第一節(jié) 電解分析原理與運用電解分析原理與運用一、電解分析根底一、電解分析根底fundament of electrolytic fundament of electrolytic analysisanalysis二、實際分解電壓與析出電位二、實際分解電壓與析出電位theoretical decomposition theoretical decomposition voltage and deposited voltage and deposited potential potential 三、濃差極化與電化學極化三、濃差極化與電化學極化concentr

2、ation polarization concentration polarization and electrochemical and electrochemical polarizationpolarization四、電分量分析與電解分別四、電分量分析與電解分別electrogravimetric electrogravimetric analysisanalysisand electrolytic and electrolytic separationseparationcoulometric analysisprinciple and applications of electrol

3、ytic analysis一、電解分析根底一、電解分析根底 fundament of electrolytic fundament of electrolytic analysisanalysis1.1.電解安裝電解安裝電解電池：電解電池：正極正極( (陽極陽極) )負極負極( (陰極陰極) )2.2.電解過程電解過程( (電解硫酸銅溶液電解硫酸銅溶液) )在在0.1mol/LH2SO40.1mol/LH2SO4中電解中電解 0.1mol/LCuSO4 0.1mol/LCuSO4，當逐，當逐漸添加電壓，到達一定值后漸添加電壓，到達一定值后陰極反響：陰極反響：Cu2+ + 2e Cu陽極反響：陽

4、極反響：2H2O O2 + 4H+ +4e電池反響：電池反響： 2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + O2 + 4H+電池電動勢為電池電動勢為E = 0.307 - 1.187 = -0.88 (V)外加電壓為外加電壓為0.88V時，陰極能否有銅析出時，陰極能否有銅析出?)V(187. 1OHHOlg4059. 0229. 1)O/HO()V(307. 0Culg2059. 0337. 0)Cu/Cu(22422222EE二、實際分解電壓與析出電位二、實際分解電壓與析出電位 theoretical decomposition voltage theoretical decompositio

5、n voltage and deposited potential and deposited potential 1. 實際分解電壓實際分解電壓 根據(jù)能斯特方程計算，使反響根據(jù)能斯特方程計算，使反響進展進展,需求提供的最小外加電壓需求提供的最小外加電壓D點點 。2. 實踐分解電壓析出電位實踐分解電壓析出電位 實踐開場發(fā)生電解反響時的電實踐開場發(fā)生電解反響時的電壓，其值大于實際分解電壓壓，其值大于實際分解電壓D點。點。3. 產(chǎn)生差別的緣由產(chǎn)生差別的緣由E外外 = E陽陽 + 陽陽- E陰陰 + 陰陰 + iR 實際分解電壓小于實踐分解電壓的緣由是由于超電位的存實際分解電壓小于實踐分解電壓的緣由

6、是由于超電位的存在，但超電位是如何產(chǎn)生的呢？在，但超電位是如何產(chǎn)生的呢？ 超電位超電位、電解回路的電壓降、電解回路的電壓降iRiR的存在。那么的存在。那么外加電壓應為：外加電壓應為：三、濃差極化與電化學極化三、濃差極化與電化學極化concentration polarization and concentration polarization and electrochemical polarizationelectrochemical polarization 產(chǎn)生超電位的緣由：電極極化產(chǎn)生超電位的緣由：電極極化 電極極化：電解時，電極上有凈電電極極化：電解時，電極上有凈電流流過時，電極電位

7、偏離其平衡電位的流流過時，電極電位偏離其平衡電位的景象。景象。 濃差極化：濃差極化： 電流流過電極，外表電流流過電極，外表構成濃度梯度。使正極電位增大，負極構成濃度梯度。使正極電位增大，負極電位減小。電位減小。 減小濃差極化的方法：減小濃差極化的方法：a.a.減小電流，添加電極面積；減小電流，添加電極面積；b.b.攪拌，有利于分散攪拌，有利于分散電化學極化電化學極化electrochemical polarizationelectrochemical polarization 電荷遷越相界面的放電所需的超電位。電荷遷越相界面的放電所需的超電位。 產(chǎn)生的緣由：電極反響速度慢，電極上聚集了一定的電

8、產(chǎn)生的緣由：電極反響速度慢，電極上聚集了一定的電荷。荷。四、電分量分析法與電解分別四、電分量分析法與電解分別electrogravimetric analysis and electrogravimetric analysis and electrolytic separationelectrolytic separation 電分量分析法電分量分析法: :利用電解將被測組分從一定體積溶液中完利用電解將被測組分從一定體積溶液中完全堆積在陰極上，經(jīng)過稱量陰極增重的方法來確定溶液中待測全堆積在陰極上，經(jīng)過稱量陰極增重的方法來確定溶液中待測離子的濃度。離子的濃度。1.1.恒電流電分量分析法恒電流電分

9、量分析法 堅持電流在堅持電流在2-5A2-5A之間恒定，電壓變化，最終穩(wěn)定在之間恒定，電壓變化，最終穩(wěn)定在H2H2的的析出電位。選擇性差，分析時間短，銅合金的規(guī)范分析方法。析出電位。選擇性差，分析時間短，銅合金的規(guī)范分析方法。2. 2. 控制陰極電位電分量分析法控制陰極電位電分量分析法 (1) (1)三電極系統(tǒng)三電極系統(tǒng) 自動調理外電壓，陰極電位堅持恒定。選擇性好。自動調理外電壓，陰極電位堅持恒定。選擇性好。(2)A(2)A、B B兩物質分別的必要條件兩物質分別的必要條件a. Aa. A物質析出完全時物質析出完全時, ,陰極電位未陰極電位未到達到達B B物質的析出電位物質的析出電位( (圖圖)

10、 )；b. b. 被分別兩金屬離子均為一價被分別兩金屬離子均為一價, ,析析出電位差出電位差0.35 V0.35 Vc. c. 被分別兩金屬離子均為二價被分別兩金屬離子均為二價, ,析析出電位差出電位差0.20 V0.20 V 對于一價離子對于一價離子, ,濃度降低濃度降低1010倍倍, ,陰極電位降低陰極電位降低0.059 V0.059 V。 電解時間如何控制？濃度隨時電解時間如何控制？濃度隨時間變化關系如何？間變化關系如何？ 電解時間的控制電解時間的控制 控制陰極電位電分量分析過程中如何控制電解時間控制陰極電位電分量分析過程中如何控制電解時間? ? 電流電流- -時間曲線時間曲線: :Kt

11、tKtttVDAtcciieii 1010000濃濃度度與與時時間間關關系系為為： A：電極面積；：電極面積；D：分散系數(shù)；：分散系數(shù)；V：溶液體積；：溶液體積；：分散層厚度：分散層厚度電解完成電解完成99.9%99.9%所需的時間為所需的時間為: : t99.9% = 7.0V t99.9% = 7.0V/DA/DA電解完成的程度與起始濃度無關。與溶液體積電解完成的程度與起始濃度無關。與溶液體積V V成正比，成正比，與電極面積與電極面積A A成反比。成反比。 當當it/i0=0.001時，以為電解完全。時，以為電解完全。DAXVtXXccXtVDAt43. 01lg10143. 00）（所需時間為：所需時間為：電解完成電解完成 選擇內容選擇內容終了終了第一節(jié)第一節(jié) 電解分析原理與運用電解分析原理與運用principle and applications of principle and applications of electrolytic analysis electrolytic analysis