控制电位库仑分析

有电流通过时，Ag2+在 阴极析出，由析出的Ag 的质量即可算出通过的电 量
气体库仑计：
1、电解池置于恒温水槽中，底部有两个铂片做 电极
2、电解液是0.5mol/L的K2SO4 、Na2SO4溶液
3、电解时阴极析出O2，阴极析出H2 4、气体在标准状况下每0.1714ml相当于1C的 电量 5、根据析出气体的体积即可算出通过的电量。
2、恒压控制电源
作用：用来准确自动地控制工作电极的电位
多采用全电子式的恒电位计
3、库仑计 作用：
用来测量电量
种类： 质量库仑计，气体库仑计，滴定库仑计， 电子积分仪等
质量库仑计：
根据电解时阴 极上析出的金 属的质量来计 算库仑计的电 量
质量库仑计：银库仑计
阳极— 银棒 阴极— 铂坩埚
电解液— 1~2mol/L硝酸银溶液
MIt m= nF
F——法拉第常数，96500C t——通电时间，s
n——电极反应时，一个原子得失的电子数
法拉第电解定律定量地描述： 在电解电极上析出的物质的质量m与 流过电解池的电量Q之间的关系。 流过电解池的电量全部用于被测物 质的电解，没有副反应发生。也就 是说电流效率必须为100%
三、控制电位库仑分析的原理 1、测量通过电解池的电量， 根据电量计算出物质的质量。 2、这种分析方法不受析出物 质形态的限制，应用范围广 3、必须在电路中串联一个库 仑计以测出电量。
二、工作原理：
控制电位库仑分析装置的工作原理：
1、有恒压电源提供适当 的电位，让被测离子在电 极上析出。
2、随着被测离子浓 度的减少，阴极的 电位也发生变化， 阴极附近的参比电 极及时指示出电位 的变化，把信号反 馈给恒压电源，
3、恒压电源及时调整维持电极的电位不 变，直到电解反应完全。
4、通过电解池的电 流由串联在电路上的 电阻R取样，通过库 仑计测量出电量，根 据电量即可算出被测 物质的量
MU 56 控制电位库仑分析
预习：
1、什么是库仑分析法？ 2、法拉第定律的内容是什么？ 3、为什么库仑分析法中电流效率 必须是100%？ 4、控制电位库仑分析的原理是什 么？
一、库仑分析法的概念和分类
主要贡献：
发现库仑定 律
拼命去争取成功，但 不要期望一定会成功。 -- 法拉第
电量
1、电荷量简称电量，是物体所 带电荷的量值
滴定库仑计：
根据滴定电解的产物来计算通过的电量。 1、碘库仑计用0.5mol/L的KI溶液做电解 液 2、两根铂丝做电极，电解时在阳极上析 出 I2 3、电极结束，用阳极室内的Na2S2O3标 准溶液滴定生成的I2，即可算出通过的电 量
电子积分仪： 自动测出电流I对时间的积分，即 可求出总电量。是测量电量的最 简单的方法
微库仑法：
1、用一对指示电极来测量电解池中滴定 剂离子浓度的变化 2、用此信号来控制电解池的工作电位和 电流 3、电位和电流都不是恒定的，又称为动 态库仑法
二、库仑分析法的基础
法拉第电解定律内容： 1、电流通过电解质溶液时，发生 电极反应的物质的质量与通过的 电量成正比
即与电流强度和通电时间的乘积 成正比
学习单元：控制电位库仑分析仪的结构和工作原 理


控制电位库仑分析仪的主要装置有哪些？ 电解池的作用是什么？ 库仑计的种类有哪些？ 控制电位库仑分析装置的工作原理是什么？
控制电位库仑分析仪的结构和工作原理 一、分析装置 主要部分为电解池
Q A— 电解阳极（辅助电极） B— 电解阴极（工作电极）
库仑分析法：
利用电解反应，通过测 量流过电解池的电量 （库仑）来测量在电极 上起反应的物质的量。
库仑分析法分类
库仑分析法分为两大类： 1、控制电位库仑分析 2、控制电流库仑分析
也叫恒电位库仑分析和恒电流库 仑分析
控制电位库ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分析
是在控制电位电解称量分析的 基础上发展起来的，是通过测 量流过电解池的电量来求得被 测金属量的方法。
四、影响库仑分析的因素
库仑分析要获得准确的分析结果，关键是要保证 电极反应的电流效率为100%，准确测量通过电解 池的电量，能准确指示电解终点 影响电流效率的主要因素： 保证电极反应的电流效率100%，就必须设法使通过电 解池的电流100%地为欲测离子所利用，不让别的干扰 离子在电极上反应而消耗电量。为此，要防止副反应 的发生
m= K Q= K It
2、在各种不同的电解质溶液 中，通过相同的电量时，在 电极上析出的每种物质的质 量与该物质以原子为基本单 元的摩尔质量成正比，与参 与反应的电子数成反比
m= MQ nF MIt m= nF
m——电解电极上析出物质的质量，g
m= MQ nF
M——物质以原子为基本单元的摩尔质量，g/mol Q——电量，C I——电流强度，A
2、国际单位是库仑，简称库， 符号C。
3、电荷量等于电流乘以通电时 间,Q=It Q是电荷量， I是电流， t是通电 时间。
电量表示物体所带电荷的多少。
一般来说，电荷的数量叫电量，用符号Q表示， 单位是库(仑)(符号是C)．库仑是一个很大的单 位． 一个电子的电量e=1.60*10⁻¹ ⁹ 库。实验指出， 任何带电粒子所带电量，或者等于电子或质子 的电量，或者是它们的电量的整数倍，所以把 1.60*10⁻¹ ⁹库叫做基元电荷。
控制电位库仑分析法定义：
是控制电极的电位进行电解，在 电解过程中，电位恒定，电流逐 渐减少，当电流趋于零时即为终 点
在电解电路中间串联一个测量电量的电子积分库仑 计或者气体库仑计，根据电量可算出被测物的含量
优点：
由于控制电位而提高了选择性，防 止副反应的发生
缺点：
为了防止H+的干扰，利用H+在汞阴电极上 有很高超电压，所以需要一个特制的汞极 （如汞阴极）电解池，并且由于电流不恒 定，不能通过电流与时间的的乘积来计算 测量通过电解池的电量，必须在电解电路 中串联一个库仑计。
恒电流库仑分析法
1、控制恒定的电流通过电解池，在 电极上产生一种“滴定剂”
2、滴定剂与溶液中被测物质反应，可 用指示剂指示终点。 3、根据通过电解池的恒电流和时间 （电量Q=IT），计算出被测物的含量， 因此又称为库仑滴定法。
与容量分析区别：
容量分析是用滴定管加入滴定剂 恒电流库仑滴定是在电极上产生滴定剂。 优点： 能测微量物质，有自动库仑仪， 滴定时间1~3min，因而具有灵 敏、快速、准确的优点
R
A
V C— 参比电极
B
C R— 采样电源 V— 恒压控制电源
控制电位库仑分析仪
Q— 库仑计
1、电解池
1、作用：在给定的条件下电解被测组份。
2、组成： 阴极（工作电极），一般用铂网制成圆筒形 阳极（辅助电极 ），多采用铂或者石墨等惰性 材料制成 阳极置于电极阴极里面，并用隔离室隔开，以防 止干扰。 3、参比电极常用甘汞电极，银—氯化银电极