實驗庫侖滴定法測定維生素C藥片中抗壞血酸含量新

實驗庫侖滴定法測定維生素C藥片中抗壞血酸含量新第1頁/共31頁實驗名稱：庫侖滴定法測定維生素C藥片中的抗

壞血酸含量

實驗學(xué)時：5

實驗類型：基礎(chǔ)性實驗第2頁/共31頁?一、庫侖分析原理與過程?二、電量的確定?三、電流效率與影響電流效率的因素?四、恒電位庫侖分析?五、恒電流庫侖分析（庫侖滴定）?六、應(yīng)用實例及研究進(jìn)展?七、實驗部分（包括實驗?zāi)康?、?nèi)容、原理、注意事項、思考題等）?八、預(yù)習(xí)要求內(nèi)容第3頁/共31頁一、庫侖分析原理與過程

庫侖分析法：電極反應(yīng)-電量-物質(zhì)量相互關(guān)系；庫侖分析法的理論基礎(chǔ)：法拉第電解定律；基本要求：電極反應(yīng)單純，電流效率100%。1.法拉第電解定律

法拉第第一定律:

物質(zhì)在電極上析出產(chǎn)物的質(zhì)量W（或m）

與通過電解池的電量Q

成正比。

法拉第第二定律:式中：M

為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（g），Q為電量（1庫侖=1安培×1秒），F(xiàn)為法拉第常數(shù)（1F=96487庫侖），n(或z)為電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。第4頁/共31頁2.裝置與過程

(2)將一定體積的試樣溶液加入到電解池中，接通庫侖計電解。當(dāng)電解電流降低到背景電流時，停止。由庫侖計記錄的電量計算待測物質(zhì)的含量。

(1)預(yù)電解,消除電活性雜質(zhì)。通N2除氧。預(yù)電解達(dá)到背景電流,不接通庫侖計。第5頁/共31頁二、電量的確定恒電流庫侖分析：Q=it恒陰極電位庫侖分析：電流隨時間衰減時，作圖法：以lgit

對t作圖，斜率k；截距l(xiāng)gi0；要求電流效率100%第6頁/共31頁（1）氫氧庫侖計(電解水)

1F電量產(chǎn)生氫氣11200mL；

氧氣5600mL。

共產(chǎn)生16800mL氣體。（2）庫侖式庫侖計

電解硫酸銅水溶液。電解結(jié)束后，反向恒電流電解，沉積的Cu全部反應(yīng):Q=i

t

（3）電子積分庫侖計庫侖計電解液氣體第7頁/共31頁三、電流效率與影響電流效率的因素影響電流效率的因素：（1）溶劑的電極反應(yīng)；（2）溶液中雜質(zhì)的電解反應(yīng)；（3）水中溶解氧；（4）電解產(chǎn)物的再反應(yīng)；（5）充電電容。第8頁/共31頁四、恒電位庫侖分析定義：在電解過程中，控制工作電極的電位保持恒定值，使被測物質(zhì)以100%的電流效率進(jìn)行電解。當(dāng)電流處于零時，指示該物質(zhì)已被電解完全。電量的測定可通過在電路中串接一個庫侖計或采用電子積分儀及作圖求得。（見二.電量的確定）第9頁/共31頁五、恒電流庫侖分析（庫侖滴定）定義：庫侖滴定是由電解產(chǎn)生的滴定劑來滴定待測物質(zhì)的一種電化學(xué)分析法。優(yōu)點：1、維持電流恒定，可大大縮短電解時間；2、電量測量很方便，Q=it；難點：1、如何保證100%的電流效率？2、如何指示反應(yīng)的終點？庫侖滴定裝置第10頁/共31頁如何保證恒電流的100%的電流效率？加入一個適合的輔助體系1.滴定時Fe2+變?yōu)镕e3+，如果電位不準(zhǔn)確控制，這個滴定反應(yīng)的電流效率不會是100%。2.當(dāng)一個固定電流流過電解池時，由Fe2+傳輸?shù)碾娏鲿杆傧陆?，因此外加電壓就要加大，陽極電位就要正移，此時陽極上O2就會析出。3.如果在電解液中加入濃度較大的Ce3+離子作為一個輔助體系。當(dāng)Fe2+陽極氧化電流降低時，Ce3+氧化到Ce4+，提供陽極電流。溶液中生成的Ce4+

能立即同F(xiàn)e2+發(fā)生化學(xué)計量反應(yīng)，本身又被還原到Ce4+，這樣就可以使陽極電位穩(wěn)定在水電解電位以下，而防止氧的析出，達(dá)到了所需要的電流。第11頁/共31頁如何判斷滴定反應(yīng)的終點？1、化學(xué)指示劑法：容量分析中使用的化學(xué)指示劑，只要體系合適，仍可使用，如恒電流電解KI溶液產(chǎn)生I2來測定As(Ⅲ)，淀粉可作為很好的指示劑。2、電位法：在電解池中插入指示電極和參比電極，由滴定過程中電極電位的突躍來指示終點的到達(dá)。3、雙鉑電極電流指示法：又稱為永停法。第12頁/共31頁雙鉑極電流指示法在電解池中插入一對鉑電極做指示電極，加上一個很小的直流電壓（50-200mV，見庫侖滴定裝置圖）。如恒電流電解KI溶液產(chǎn)生I2來測定As(Ⅲ)，終點前是As(Ⅴ)/As(Ⅲ)不可逆電對，終點后是I3-/I-可逆電對。兩種體系的極化曲線（即電流隨外加電壓而改變的曲線）明顯不同。不可逆體系電流曲線通過橫軸是不連續(xù)的（電流很?。赡骟w系在很小的電壓下就產(chǎn)生明顯電流。雙鉑電極上電流曲線變化如圖所示，電流在終點后明顯上升。終點tiI2滴定As(Ⅲ)的雙鉑電極電流曲線第13頁/共31頁雙鉑極電流指示法當(dāng)體系：可逆電對（終點前）→不可逆電對（終點后），電流曲線變化則出現(xiàn)相反情況；Ce4+滴定Fe2+體系：可逆電對（終點前）→可逆電對（終點后），則出現(xiàn)如圖所示的電流變化。終點ttii終點第14頁/共31頁六、應(yīng)用舉例及研究進(jìn)展1.KarlFish法測微量水由吡啶，碘，二氧化硫和甲醇組成I2+SO2+2H2O→HI+H2SO4↑↑電解產(chǎn)生吡啶中和（中和HI酸）加入甲醇可防止副反應(yīng)發(fā)生。第15頁/共31頁六、應(yīng)用舉例及研究進(jìn)展2.水質(zhì)污染中化學(xué)需氧量的測定COD是指1升水中可被氧化的物質(zhì)氧化所需的氧量；一定量的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液與水樣反應(yīng)，剩余的KMnO4用電解產(chǎn)生的Fe2+進(jìn)行恒電流庫侖滴定；根據(jù)電解產(chǎn)生Fe2+所消耗的電量可知道溶液中剩余的MnO4-離子的量。第16頁/共31頁六、應(yīng)用舉例及研究進(jìn)展1.王征帆,楊艷麗.恒電流庫侖分析法在水果VC含量測定中的應(yīng)用.

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008,36(10):3941-39422.俞潔敏,傅曉航,李成平.庫侖滴定法測定VitaminC片及黃瓜、青椒中抗壞血酸的含量.廣東微量元素科學(xué)，2008,15(4):44-463.王征帆,楊艷麗.恒電流庫侖分析法測定蔬菜中的抗壞血酸.食品科學(xué),2008,29(01):241-243

第17頁/共31頁七、實驗部分實驗?zāi)康?/p>

1.學(xué)習(xí)和掌握庫侖滴定法的基本原理。

2.熟悉庫侖滴定法的實驗技術(shù)。

3.了解雙鉑極電流法指示終點的原理。實驗內(nèi)容以電解產(chǎn)生的Br2來測定維生素C藥片中的抗壞血酸含量。第18頁/共31頁七、實驗部分實驗原理：本實驗是以電解產(chǎn)生的Br2來分析Vc藥片中的抗壞血酸含量，在酸性溶液中電極上發(fā)生反應(yīng)為：

陽極：2Br--2e→Br2

陰極：2H++2e→H2

而由陽極產(chǎn)生的Br2又與抗壞血酸作用：第19頁/共31頁實驗原理：

本實驗所用的兩個工作電極及一對指示電極都為鉑電極。為了保證電流效率100%，防止陽極產(chǎn)生的Br2到陰極上重新還原成Br-，庫侖池必須附設(shè)一鹽橋把陰極與溶液體系隔開。實驗過程中指示電極外加電壓為0.2V，中間有高靈敏度的檢流計。在實驗達(dá)到計量點前，溶液中沒有過量的Br2，這時指示電極外加電壓為0.2V，故兩指示電極間沒有電流通過或電流很小（即殘余電流）。但當(dāng)溶液中抗壞血酸被作用完全后溶液中即有過量的Br2及Br-，此時指示電極之間有電流通過（電流上升法）。固當(dāng)我們看到靈敏檢流計中有較大電流通過時即表示終點達(dá)到。第20頁/共31頁儀器與試劑儀器1.KLT-1型通用庫侖儀2.磁力攪拌器、超聲波清洗器、500L微量移液器、電解池裝置包括：雙鉑工作電極、雙鉑指示電極試劑電解液：冰醋酸與0.3mol·L-1KBr溶液等體積混合。樣品溶液：準(zhǔn)確稱取一片維他命C藥片于小燒杯中，用少量蒸餾水浸泡片刻，用玻璃棒小心搗碎，在超聲波清洗器中助溶。藥片溶解后（藥片中有少量輔料不溶），把溶液連同殘渣全部轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度。第21頁/共31頁KLT-1型通用庫侖儀第22頁/共31頁實驗步驟1、儀器調(diào)節(jié)（1）儀器面板上所有鍵全部彈出，“工作/停止”開關(guān)置于“停止”位置。（2）“量程選擇”旋至10mA檔，“補嘗極化電位”反時針旋至“0”，開啟電源，預(yù)熱10min。（3）指示電極電壓調(diào)節(jié)：按下“極化電位”鍵和“電流”、“上升”鍵，調(diào)節(jié)“補償極化電位”，使表指針擺至20（這時表示施加到指示電極上的電位為200mV），然后使“極化電位”鍵復(fù)原彈出。第23頁/共31頁實驗步驟2、測量：（1）電解池準(zhǔn)備：向電解池中加入70mL電解液（使用量筒），用滴管向電解陰極管填充足夠的電解底液。連接好電極接線，然后將電解池置于攪拌器上。（2）終點指示的底液條件預(yù)設(shè)：“工作/停止”開關(guān)置于“工作”位置。向電解池中加幾滴抗壞血酸樣品溶液，開動攪拌器，按下“啟動”鍵，再按一下“電解”按鈕。這時即開始電解，在顯示屏上顯示出不斷增加的毫庫侖數(shù)，直至指示紅燈亮，記數(shù)自動停止，表示滴定到達(dá)終點，可看到表的指針向右偏轉(zhuǎn)，指示有電流通過，這時電解池內(nèi)存在少許過量的Br2，形成Br2/Br可逆電對，這就是終點指示的基本條件（以后滴定完畢都存在同樣過量的Br2）。第24頁/共31頁實驗步驟（3）樣品測定：用微量移液器向電解池中加入500L樣品溶液，令“啟動”鍵彈出（這時數(shù)顯表的讀數(shù)自動回零），再按下“啟動”鍵及按一下“電解”按鍵。這時指示燈滅并開始電解，即開始庫侖滴定，同時計數(shù)器同步開始計數(shù)。電解至近終點時，指示電流上升，當(dāng)上升到一定數(shù)值時指示燈亮，計數(shù)器停止工作，即滴定終點到達(dá)。此時顯示表中的數(shù)值，即為滴定終點時所消耗的毫庫侖數(shù)，記錄數(shù)據(jù)。（4）平行測定樣品溶液三份。第25頁/共31頁實驗注意事項1、庫侖儀在使用過程中，斷開電極連線或電極離開溶液時必須先釋放“啟動”鍵（處于彈出狀態(tài)），以保證儀器的指示回路受到保護(hù)，以免損壞機(jī)內(nèi)的部件；2、每次測定都必須準(zhǔn)確量取試液；3、電極的極性切勿接錯，若接錯必須仔細(xì)清洗電極；4、保護(hù)管內(nèi)應(yīng)放溴化鉀溶液，使鉑電極浸沒。5．測量完畢，釋放儀器面板上的所有按鍵，用蒸餾水清洗電極和電解池。關(guān)閉電源，蓋好儀器罩。第26頁/共31頁數(shù)據(jù)處理表49-1維他命C藥片中抗壞血酸的分析結(jié)果維生素C藥片中抗壞血酸的分析結(jié)果VC藥片的重量/g測量次數(shù)消耗電量/mC藥片中抗壞血酸含量/mg·g-1單次值平均值相對平均偏差/%123第27頁/共31頁思考題1．電解液中加入KBr和冰醋酸的作用是什么？2．所用的KBr如果被空氣中的O2氧化，將對測定結(jié)果產(chǎn)生什么影響？3．電解過程中，陰極上不斷析出H2會對電解液的pH有何影響？4．為何電解電極的陰極要置于保護(hù)套中，而指示電極則不需要？5．如何確定本實驗庫侖滴定中的電流效率達(dá)到100%？第28頁/共31頁八、預(yù)習(xí)要求1、學(xué)習(xí)電解和庫侖分析的基本理論和基本知識，了解庫侖分析的基本原理和法拉第定律；2、了解恒電流庫侖分析的優(yōu)點和難點，知道該方法如何保證電解的電流效率100%，以及如何解決滴定終點的指示。3、了解庫侖滴定分析在分析檢測中的實際應(yīng)用。4、