第十四章节电解及库仑分析法

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第14章 电解分析

第14章  电解分析
0
0.059 [Ox] lg n [Re d ]
0'
平衡电极电位:处于热力学平衡状态的电极体系(可逆电 极),由于氧化反应和还原反应速度相等,电荷交换和物 质交换都处于动态平衡之中,因而净反应速度为零,电极 上没有电流流过,即外电流等于零。
[Ox]和[Red]分别为氧化和还原型的本体浓度
电解时浓度的计算
实际析出电位 = 理论析出电位 + 过电位
实际施加的电位 将电解池电源断开 Nernst方程计算
查表或已知
用电解法分离某些物质时,必须首先考虑的是各种物质 析出电位的差别: (1) 如果两种离子的析出电位差越大,被分离的可能性就越大; (2) 在不考虑过电位的情况下,往往先用它们的标准电位作为 判别的依据。如电解银和铜的混合溶液,其标准电位分别 是 φ0 Ag ,Ag) = 0.799V 和 φ0 Cu ,Cu) = 0.337V,差别比较大, 故可认为能将它们分离。而铅和锡, φ0 Pb ,Pb) = -0.126V 和 φ0 Sn ,Sn) = -0.136V ,不易分离。
判断能否分别电解?
电解现象(电解0.1M CuSO4)
当逐渐增加电压,达到一定值后, 电解池中发生了如下反应: 阴极反应:Cu2+ + 2e = Cu 阳极反应:2H2O = O2 + 4H+ +4e
电池反应: 2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + O2 + 4H+
0.059 lg[ Cu 2 ] 0.307 (V) 2 0.059 [O 2 ][H ]4 E (O 2 /H 2O) 1.229 lg 1.22 (V) 2 4 [H 2O] E (Cu/Cu 2 ) 0.337

《电解和库仑分析法》课件

《电解和库仑分析法》课件

实际应用对比
深入研究电解和库仑分析法在 实际分析问题中的对比实例。
电解和库仑分析法的实验操作
1
实验器材及试剂
探索进行电解和库仑分析实验所需的仪器和试剂。
2
实验步骤和注意事项
详细描述电解和库仑分析的实验步骤及需要注意的事项。
3
实验数据处理和分析
介绍电解和库仑分析实验数据的处理方法和分析技巧。
结论与展望
《电解和库仑分析法》 PPT课件
探索电解和库仑分析法的精妙之处,开启你的化学分析之旅。
电解分析法
1
简介
了解电解分析法的基本概念和应用领域。
基本原理
2
掌握电解分析法背后的科学原理和关键
步骤。
3
分类
了解电解分析法的不同分类和各自特点。
应用实例
4
探索电解分析法在实际问题中的应用案 例和成果。
库仑分析法
1 简介
认识库仑分析法的起源和基本概念。
3 分类
探索库仑分析法的不同类型和各自特点。
2 基本原理
了解库仑分析法的理论基础和实验原理。
4 应用实例
揭示库仑分析法在各个领域中的应用案例。
电解和库仑分析法的比较
优缺点对比
比较电解和库仑分析法各自的 优点和限制,并找到适合的应 用场景。

适用范围对比
了解两种分析法在不同领域中 的使用情况和局限性。
电解和库仑分析法的意义
总结电解和库仑分析法对科学研究和实践的重要意义。
发展趋势
展望电解和库仑分析法未来发展的前景和新的研究方向。
备注
以上内容仅供参考,具体请根据课堂教学为准。

电解与库仑分析法

电解与库仑分析法

第11章电解与库仑分析法【11-1】解释下列名词。

电解、理论分解电压、实际分解电压、析出电位、控制电流电解法、控制电位电解法、汞阴极电解法、死停终点法、电流效率。

答:电解:将电流通过电解质溶液或熔融态电解质,(又称电解液),在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,电化学电池在外加直流电压时可发生电解过程。

理论分解电压:使被电解的物质在两个电极上产生迅速的、连续不断的电极反应时所需要的最小外加电压的最小外加电压。

实际分解电压:指使电解质在电极上分解生成电解产物所需施加的最小电压。

析出电位:物质在阴极上产生迅速的连续不断的电极反应而被还原析出时所需要的最正的阴极电位或在阳极上被氧化析出时的阴极电位;或在阳极上被氧化析出时所需要的最负阳极电位。

控制电流电解法:在恒定的电流条件下进行电解,通过称量电解前后电极上沉积的析出物的质量来进行定量分析。

控制电位电解法:控制工作电极(阴极或阳极)电位为一恒定值的条件下进行电解的分离分析方法。

汞阴极电解法:电解时以汞作阴极,铂为阳极的电解法。

死停终点法:指把两个相同的铂电极插入滴定溶液中,在两个电极之间外加一小电压,观察滴定过程中通过两个电极间的电流突变,根据电流的变化情况确定滴定终点。

电流效率:指电解时在电极上实际沉积或溶解的物质的量与按理论计算出的析出或溶解量之比,通常用符号η表示。

【11-2】什么是电解分析和库仑分析?它们的共同点是什么?不同点是什么?答:电解分析是指在外加电压的作用下通过电极反应将试液中的待测组分转变为固相析出,称量析出物的重量以求得被测组分的含量。

库仑分析是指通过测量被测物质在100%电流效率下电解所消耗的电量来进行定量分析的方法。

共同点:测定的过程中不需要基准物质和标准溶液,且都基于电解反应。

不同点:电解分析采用称量电解后铂阴极的增量来定量的,电极不一定具有100%的电流效率;库仑分析用电解过程中消耗的电量来定量,要求电极反应必须单纯,用于测定的电极反应必须具有100%的电流效率,电量全部消耗在被测物质上。

电解与库仑分析法要点课件

电解与库仑分析法要点课件
电解与库仑分析法要点课件
目 录
• 电解基本原理 • 库仑分析法原理 • 电解与库仑分析法的应用 • 电解与库仑分析法的优缺点 • 电解与库仑分析法的实验操作 • 电解与库仑分析法的未来发展
contents
01
电解基本原理
电解定义
电解定义
电解是一种通过外部电流使电解 质溶液中的阳离子向阴极移动, 阴离子向阳极移动的过程。
高精度检测
研发高精度检测设备和方法,提高分析的灵敏度和分辨率,满足更 严格的分析要求。
新型电极材料
探索和开发新型电极材料,提高电极的电化学性能和稳定性,延长 电极使用寿命。
应用拓展
环境监测
01
拓展电解与库仑分析法在环境监测领域的应用,如水质检测、
空气污染监测等。与库仑分析法应用于生物医学研究中,如药物代谢、疾
THANKS
感谢观看
在食品分析中的应用
电解与库仑分析法在食品分析中主要用于检测食品中的营养成分和有害 物质。
通过电解法可以测定食品中的矿物质元素,如钾、钠、钙等,而库仑分 析法则可用于测定食品中的维生素C、葡萄糖等物质的含量。
这些检测结果可以帮助消费者了解食品的营养成分,同时也有助于食品 生产企业和监管机构控制产品质量和安全。
实验安全
确保实验环境安全,穿戴 适当的防护装备,了解可 能存在的危险和应急措施。
实验步骤
设置实验参数
根据实验要求,设置合适的电解 电压、电流、电解时间和温度等
参数。
进行实验操作
按照规定的步骤进行电解实验, 观察并记录实验过程中的现象和
数据。
数据记录
准确记录实验过程中的电流、电 压、时间等数据,以便后续分析。
病诊断等。
食品安全

电解和库仑分析法

电解和库仑分析法

4. 应 用
控制阴极电位电解法的最大特点是它的选 择性好,所以它的用途较控制电流电解法 广泛.只要阴极电位选择得当,可以使共 存金属离子依次先后在阴极上分别析出, 实现分离或分别定量测定.
三、汞阴极电解分离法
以汞作阴极电解与以铂作阴极电解有许多不同之 处,主要是:第一,氢在汞阴极上的过电位很 大,因而使得许多金属离子可以在氢析出之前在 汞阴极上还原成金属; 第二,许多金属元素能 与汞形成汞齐(合金),因此在汞齐上这些金属 的活度会减小,使析出电位变正,容易被还原析 出;同时还能防止其再被氧化溶解; 第三,由 于汞为液态,密度大,不便于洗涤和干燥,更不 便于称量,加之汞易挥发,蒸气有毒,所以这种 电解法一般不用作测定,而用作分离手段.
对于电解1mol/L CuSO4溶液,其E分不为 0.89V, 而为1.36V. 两个电极上发生的电极反应为: 阴极:Cu2++2e = Cu 阳极: 2H2O - 4e →O2↑+4H+
有两个原因,一是由于电解质溶液有一定的 电阻,欲使电流通过,必须用一部分电压 克服iR(i为电解电流,R为电解回路总电阻) 电位降,一般这是很小的;二是主要用于克 服极化现象产生的阳极反应和阴极反应的过 电位(η阳和η阴).

电解池的阴极为负极,它与外电源的负 极相联;阳极为正极,它与外电源的正极相 联.

二.分解电压和析出电位
例如,电解硫酸铜溶液时,将两个铂电极 浸入溶液中,开始时并不构成自发电池。 当接上外电源后,如外加电压很小,在最 初瞬间会有极少量的Cu和O2,此时就立 刻形成由氧电极和铜电极组成的自发电池, 产生反电动势,阻止电解作用的进行。
从图中看出,当阴极电位负移到H+ (包括 过电位在内)的还原电位时,H+ 将在电极 上还原成H2 ,这对Cu的沉积是不利的.所以 在分析测定Cu2+ 时,一般在HNO3介质中进 行,这是因为NO3-还原成NH4+比H+ 的还原要 容易: NO3- + 10H+ +8e→ NH4+ + 3H2O 从而防止了阴极电位负移至H+ 还原的电位.

第十四章节电解及库仑分析法

第十四章节电解及库仑分析法

第十四章节电解及库仑分析法14-1.有下列五种电化学分析法:A :电位分析法B :伏安分析 法C :电导分析法D :电解分析法E :库仑分析法(1)以测量沉积于电极表面的沉积物质量为基础的是( )(2)以测量电解过程中被测物质在电极上发生电化学反应所消耗的电量为基础的是( )(3)要求电流效率100%的是( )14-2.以下有关电解的叙述哪些是正确的?A .借外部电源的作用来实现化学反应向着非自发方向进行的过程;B .借外部电源的作用来实现化学反应向着自发方向进行的过程;C .在电解时,加直流电压于电解池的两个电极上;D .在电解时,加交流电压于电解池的两个电极上;14-3.在电重量分析法中作为沉淀剂的是:A .电压B .电流C .电量D .电能E .电动势 14-4 以下哪个是错误的?A .在阴极上还原的不一定是阳离子;B .在阳极上氧化的不一定水阴离子;C .析出电位是相对一个电极而言;D .分解电压是对整个电解池而言E .析出电位值越负越容易被还原14-5.在分解电压中没有考虑的因素是:A .理论分解电压B .极化产生的超电压C .电解回路的iR 降D .液体接界电位E .膜电位14-6 以下哪个因素与超电位无关?A .电极面积B .电流密度C .温度D .析出物温度E .电解质组成 14-7 与电解方程式的表达式无关的是A .电极电位B .超电位C .电解池内阻D .通过电解池的电流E .液接电位14-8在控制电位电解法的装置中,不包括以下哪个?A .电压表B .电位计C .电流表D .可变电阻E .甘汞电极14-9右图为欲分离A 和B 两种离子的i-E 曲线,如果要使金属离子A 还原而B 不还原,则阴极电位E 必须控制在A. a<E -<bB.b< E -<aC. E ->bD. E ->aE. E -<a 14-10 若在溶液中含有下列浓度的离子,以Pt 为电极进行电解,首先在阴极上析出的是: A :0.011-⋅L mol +Ag (θϕ=0.799V );B :21-⋅L mol +2Cu (θϕ=0.337V ):C :11-⋅L mol +2Pb (θϕ=-0.128V );D:0.11-⋅L mol +2Zn (θϕ=-0.763V )E:0.21-⋅L mol +2Mn (θϕ=-0.1.18V )14-11 在0.51-⋅L mol 42SO H 溶液中, 电解0.1001-⋅L mol 4CuSO 溶液,使之开始电的理解分压(单位:V )为(已知:cu cu /2+θφ=0.337V;O H O H 222/4+θφ=1.23V)A:0.307 B:0.913 C:0.922 D:1.527 E:1.536 14-12.以0.500A 电流通入某+2Zn溶液0.25h ,如果电流效率为100%,要阴极上析出锌的质量(单位:g)为:A:8.47×105- B:2.54×103- C:5.08×103- D:0.152 E:0.304 14-13.用两支铂电极组成一电解池,电解池的内阻为0.50Ω,铂电极的面积均为1502cm ,将两支铂电极分别插入200ml 1.001-⋅Lmol 42SO H 和11-⋅L mol 4CuSO 溶液进行电解,如果通入的电解电流为1.50A,开沉积+2Cu 时,需要的外加电压(单位:V)为:A:0.89 B:1.64 C:2.08 D:2.49 E:3.1714-14:电解浓度不0.011-⋅L mol +Ag 和11-⋅L mol +2Cu 离子的硫酸盐溶液([H +=11-⋅L mol ]), 外加电压控制在下列哪个范围内,才能+Ag 完全析出,而+2Cu 留在溶液 中(已知: cu cu /2+θφ=0.337V,2O η=+0.45, OH O H 222/4+θφ=1.23V)?A:0.55~0.785V B:0.68~1.02V C:1.02~1.26 D:1.02~1.36V E:1.02~1.54V14-15 对一定体积的溶液来说,电解完全的程度与下列哪个因素无关?A. 起始浓度;B. 扩散系数;C. 有效扩散层厚度;D. 电极面积;E. 电解时间.14-16 下列哪项不包括在控制电流分析的装置中?A. 阳极和阴极;B. 可变电阻;C. 电流表;D. 电压表E. 电位计.14-17 下列有关控制电流电解法的叙述,哪些是正确的?A. 电解电流基本上保持不变;B. 电解电流按t K t i i -=100衰减C. 在相同条件下,析出相同数量的金属,分析速度快;D. 选择性高;E. 有利于金属离子的定量分离.14-18 在电解分析中,要求沉积在电极上的被测物质必须是纯净、致密、坚固地附着在电极上,可以采取以下措施,其中哪一点是错误的?A. 控制一定的PH 值;B. 控制适当温度;C. 以金属络离子的形式电解;D. 反应的电流密度不宜过小;E. 搅拌溶液.14-19 在相同条件下,电池阴极沉积出来的物质的量正比于A. 电极间距离;B. 电池的温度;C. 通过电池的电量;D. 阴极的表面积;E. 溶液中电解质浓度.14-20 电解时,电流与时间的关系式为0I I =t K -10,其中K 为常数,它与下列哪些因素有关?A. 扩散系数D;B. 电极表面积A;C. 溶液体积V;D. 扩散层厚度∂;E. 起始电位E14-21 内电解分析法,由于原电池电动势小,电解沉积速率较慢,电解完全所需时间长,为了缩短电解时间,需减小电池内阻,为此采取了下列措施,其中哪一点是不恰当的?A. 使用大面积电极;B. 高浓度电解质溶液;C. 充分搅拌溶液; D:加热溶液 E:调换电极(二)填充题:14-1.以测量沉积于电极表面的沉积质量为基础的方法,称为_____________.14-2.电解分析法是以_______为”沉淀剂”的重量分析法.14-3.电解时,电解池内发生的反应是_______中反应的逆过程.14-4.能使电流持续稳定地通过电解池,并使之开始电解的最低施加于电解池的两极的电压,称为___________.14-5.使金属离子在阴极上不断电解而析出金属沉积物所需最小阴极电位,称为_________________.14-6.控制电位电解法中,控制阴极电位可以通过控制___________来实现.14-7.为实现对阴极电位的控制,需要在电解当中插入一个_________,然后用________测量该电极与阴极的电位差,以监控在电解过程中阴极电位的变化.14-8.理论分解电压可以从标准电极电位按______的电动势计算,即________________. 14-9.计算开始沉积金属离子需要的外加电压时,应考虑iR降和极化作用,所用的电解方程式为______________________.14-10.已知(VAgAg800.0/=+θϕcucu/2+θφ=0.345V),假设在25℃时,在含0.011-⋅Lmol的+2Cu离子的硫酸盐溶液中,首先在阴极上被还原的是_____,开始析出时的阴极电位为__________.14-11.在控制电位电解过程中,电极电位决定电极表面氧化态的还原态的___________.14-12.在控制电流电解过程中,电极表面氧化态和还原态的浓度比率决定______________. 14-13.由于电解一般在水溶液中进行的,所以要控制适当的电极电位和溶液的PH值,以防止水的分解,当工作电极为阴极时,应避免有______析出;当工作电极为阳极时,则要防止有____产生.14-14.电解时,仅有一种物质在电极上析出,且电流效率为100%,则电流与时间之产的关系可由式__________________表示.14-15.在不外加电压而借助于两个电极本身组成的原电池的电动势来进行电解,通过金属离子在阴极上定量析出,这种方法称为____________________________.14-16.由于氢在汞电极上的超电位特别大,所以使许多电动序在氢以前的金属离子可以在汞电极上析出,这是_____________________的理论依据.14-17.库仑分析法的基本依据是_____________________.14-18.库仑分析法的二个基本要求是(1)_______________________,(2)____________.14-19.恒电位为库仑分析法的仪器装置较恒电位电解法增加了一个___________________. 14-20.以测量电解过程中被测物质在电极上发生电化学反应所消耗的电量为基础的方法,称为____________.。

电解与库伦分析法

电解与库伦分析法

增长,表达终点已到达。仪器正是判断到这个
大旳Δi,强制滴定停止。
假如滴定剂和被测物质都
是可逆电对,能在同步在指 示电极上发生反应,得到旳 滴定曲线如图所示。
现以Ce4+滴定Fe2+为例阐 明滴定过程。滴定开始后, 滴入旳Ce4+与Fe2+反应,生 成了Fe3+,高铁离子与亚铁 离子构成可逆电对在指示电 极上反应,伴随Fe3+浓度旳 增大,电流上升,至到高亚 铁离子浓度相等,电流到达 最大。
但当溶液中没有足够旳I2旳情况下,而要使上
述反应发生,指示系统旳外加电压需远不小于
200mV,实际所加旳外加电压不不小于200mV,
所以,不会发生上述反应,也不会有电流经过
指示系统。当溶液里As(Ⅲ)被反应完时、过量
旳I2与同步存在旳I-构成可逆电对,两个指示
电极上发生上述反应,指示电极上旳电流迅速
2. 实际分解电压(析出电位)
实际开始发生电解反应时旳电压,
其值不小于理论分解电压(D点)。
3. 产生差别旳原因
超电位(η)、电解回路旳电压降(iR)旳存在。则外 加电压应为: E外 = (E阳 + η阳)- (E阴 + η阴) + iR
理论分解电压不大于实际分解电压旳原因是因为超电位旳存在,但超 电位是怎样产生旳呢?
E(Cu/Cu 2 ) 0.337 0.059 lg[Cu2 ] 0.307 2
E (O 2 /H 2O)
1.229
0.059 4
lg
[O2 ][H ]4 [H 2 O]2
1.22
(V) (V)
电池电动势为:E = 0.307 - 1.22 = -0.91 (V)

电解和库仑分析法

电解和库仑分析法

控制电流电解法特点:
✓ 装置简单,准确度较高,相对误差<0.1%; ✓ 电解速度快,选择性差,只能分析电动序中氢 以下金属(在酸性溶液中电解,氢以下金属先析 出,继续电解氢气逸出)。 ✓控制电流电解法一般只适用于溶液中只含一种 金属离子的情况.如果溶液中存在两种或两种以 上的金属离子,且其还原电位相差不大,就不能 用该法分离测定。
电池电动势:E= E阴平- E阳平 反电动势:E反= E阳平- E阴平
分解电压(U分=E反)
分解电压与析出电位关系: U分 = E阳析- E阴析
16.2.3 极化现象和过电位
(一)过电位
过电位()是指使电解以十分显著的速
度进行时,外加电压超过可逆电池电动势的值,
即 =分解电压 –可逆电池电动势 过电位包括阳极过电位a和阴极过电位c, = a -c
• 库仑分析是基于电量的测量,因此, 通过电解池的电流必须全部用于电解被测 的物质,不应当发生副反应和漏电现象, 即保证电流效率100%,这是库仑分析的关 键.
影响电流效率的因素:
运用库仑分析法, 关键是要求分析中的电流 效率要100%,即电解时消耗的电量全部用 于被测物质的电极反应,必须避免电极上 可能发生的副反应,其主要有:
=1.23+0.059/2lg(11/2X0.52)=1.23 V
U分 =a -c=1.23-0.34=0.89 V
对于电解1.0 mol·L-1CuSO4溶液,其外加电压不是 0.89V,而是1.49V。
✓由于电解质溶液有一定的电阻, 欲使电流通过,必须用一部分电压 克服iR(i为电解电流,R为电解回 路总电阻)降,一般这是很小的。
阳极反应: H2O === 1/2 O2 + 2H+ +2e 阳极析出电位:E阳析=E0+0.059/2lg(PO21/2[H+]2)

《电解及库仑分析法》课件

《电解及库仑分析法》课件

电解分析法和库仑分析法在实际应用 中的结合方式
结合方式
电解分析法和库仑分析法在实际应用中可以相互补充,提高分析结果的准确性。
电解分析法和库仑分析法的仪器和设备 介绍
电位计
电解及库仑分析法中常用的仪器,用于测量电解 质溶液中的电位变化。
库仑滴定仪
库仑分析法中常用的仪器,用于精确测定电化学 反应所需电量。
常见的电解分析法
1
电导法
通过测量电解质溶液电导率来确定离子浓度。
2
沉积法
利用电解过程中的电流沉积离子到电极上,从而测定离子的浓度。
3
库仑滴定法
根据化学反应的滴定需耗电量来测定样品中化学物质的含量。
库仑分析法
原理与特点
库仑分析法是利用电量守恒原理,根据电解质 溶液中的电流大小,确定溶液中所含物质的量。
电解分析法与库仑分析法的对比和区 别
1 相同之处
电解及库仑分析法均是通过电量测定溶液中的化学成分。
2 不同之处
电解分析法是测定离子浓度,而库仑分析法是测定溶液中所含物质的量。
电解分析法和库仑分析法的优缺点分 析
1 优点
电解分析法和库仑分析法具有快速、准确、灵敏度高等优点。
2 缺点
电解分析法和库仑分析法的操作较为复杂,需要严格控制实验条件。
电解分析法
原理与特点
电解分析法是通过电解质溶液中的电离过程, 在电场作用下,测定溶液中离子的浓度或溶液 中溶质的化学成分。
分类与应用领域
电解分析法包括电导法、沉积法、库仑滴定法 等,广泛应用于水质分析、环境监测和生物医 药等领域。
实验操作流程
实验操作流程包括样品制备、电解池装配、电 流密度控制等步骤。
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电解及库仑分析法概述电解过程库仑分析法电解及库仑分析法的实验技术电解及库仑分析法的应用实例电解及库仑分析法的未来发展与挑战
电解及库仑分析法概述
电解及库仑分析法是一种基于电解和库仑定律的化学分析方法,用于测定物质含量和电化学性质。
通过电解过程中电流、电压等参数的变化,结合库仑定律,推算出被测物质的含量和电化学性质。
02
在环境监测领域,库仑分析法可用于测定水体中的重金属离子、有机物等污染物含量。
在食品检测领域,库仑分析法可用于检测食品中的添加剂、农药残留等有害物质。
在医学领域,库仑分析法可用于检测生物样品中的药物浓度、代谢产物等。
在工业领域,库仑分析法可用于控制产品质量、检测工业废水等。
库仑分析法具有较高的灵敏度和精度,尤其适用于痕量物质的测定;该方法操作简便、快速,适用于现场检测和在线监测;库仑分析法不需要标准样品和复杂的试剂,降低了检测成本。
电解的种类
电解的电极材料:在电解过程中,电极材料的选择对电解效果有很大影响。常用的电极材料有金属电极、石墨电极和半导体电极等。金属电极如铜、银等具有良好的导电性和参与电极反应的能力,石墨电极则具有优良的导电性和耐腐蚀性,而半导体电极则具有电化学活性。
电解效率受到多种因素的影响,如电流密度、电解质浓度、温度、压力以及电极材料和表面结构等。提高电流密度、增加电解质浓度、升高温度以及增大压力都可以提高电解效率。此外,选择合适的电极材料和表面结构也是提高电解效率的重要手段。
连接电解池、恒电位仪、电流表和电压表,确保设备正确连接。
记录电流和电压的变化,观察电解过程。
实验结束后,关闭恒电位仪,断开电路,清理实验器具。
准备电解液和电极,将电极放入电解液中。

电解和库仑分析法

电解和库仑分析法

04 电解和库仑分析法的实验 设计
电解实验设计
实验原理:电解是利用外加电流使溶液中的离子在电极 上发生氧化还原反应的过程。通过电解实验,可以研究 离子的放电性质、电极反应等。 1. 选择适当的电解液,如不同浓度的盐溶液或酸碱溶液 。
3. 设定电解电流、电压等参数,并记录实验数据。
实验步骤 2. 组装电解装置,包括电源、电解槽、电极等。 4. 分析实验结果,得出结论。
03 电解和库仑分析法的比较
实验原理的比较
电解分析法
基于电解过程中发生的电化学反应, 通过测量电解过程中的电流、电压等 参数,推算出待测离子的浓度。
库仑分析法
利用电解过程中产生的电量与待测离 子的浓度之间的定量关系,通过测量 电解过程中的电量来推算待测离子的 浓度。
实验方法的比较
电解分析法
通常采用恒电流或恒电压的电解方式,通过测量电解过程中的电流、电压等参 数,计算待测离子的浓度。
结果分析与讨论
01
结果比较
将电解实验和库仑分析实验的结果进行比较,可以发现电解质浓度和电
极间距对电解反应的影响是相互关联的。
02
影响因素
除了电解质浓度和电极间距外,电解反应还受到温度、电极材料等因素
的影响。这些因素在实验中应加以控制,以确保结果的准确性和可靠性。
03
实际应用
电解和库仑分析法在电化学、电池制造、电镀等领域有广泛应用。通过
库仑分析实验结果
1 2 3
实验数据
在库仑分析实验中,我们测量了不同浓度电解质 溶液的电流和电压,并计算了相应的电量。
结果分析
实验结果表明,随着电解质浓度的增加,电流和 电量也相应增加。这表明电解质浓度对库仑分析 结果有显著影响。

14-电解和库仑分析

14-电解和库仑分析

利于其中微量样品的测定等。
电解实验条件
1)电流密度:电流密度过小,析出物紧密,但电解时间长;电流密 度过大,浓差极化大,可能析出H2,析出物疏松----通常采用大面 积的电极(如网状Pt电极); 2)搅拌及加热; 3)pH 和配合剂:过高,金属水解,可能析出待测物的氧化物;过 低,可能有H2析出。当要在碱性条件下电解时,可加入配合剂,
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。它是一种较古老的方法,又称电重量法。此法有时可作为一种离子分离的 手段。实现电解分析的方式有三种:控制外加电压电解、控制阴极电位电解和 恒电流电解。
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。该法不一定要求待测物在电极上沉积,但要求电流效率为100%。
1. 控制外加电压 例如:0.1MH2SO4介质中,含1.0MCu2+和0.01MAg+,问能否通过控制外加电压方 法使二者分别电解而不相互干扰。 a) 各离子在阴极的析出电位 Cu的析出电位:cu=Cu0+0.059/2lgcCu2+=0.337V Ag的析出电位:Ag=Ag0+0.059lgcAg+=0.779+0.059lg0.01=0.681V 因为Ag > cu,故Ag2+先于Cu2+析出。 b) Ag完全析出时的外加电压 设Ag2+“完全”析出时溶液中Ag2+的浓度为10-6M,则此时 Ag的阴极电位:Ag=0.779+0.059lg10-6=0.445V O2的阳极电位:
1.0
-0.5
0.6
-0.3
2
3
5 10 15 20

电解与库仑法

电解与库仑法
(3)被分离两金属离子均为二价, 析出电位差>0.15 V
对于一价离子,浓度降低10倍,阴极电位降低 0.059V。
• 当物质被全部电解析出后, 电电解电流就趣近于零,说 明电解完成。
§2、库仑分析法
根据电解过程中所消耗的电量来求得
被测物质含量的方法。
一. 基本原理
Faraday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的关系, 遵守Faraday定律
§1、电解分析法
当直流电通过某种电解质溶液时, 电极与溶液界面发生化学变化,引起 溶液中物质分解,这种现象称为电解。
一、基本原理 (一)电解装置与电解过程 两类电池:
原电池:正极(阴极)、负极(阳极) 电解电池:正极(阳极)、负极(阴极)
电解装置主要由 电解池(包括电 极、电解溶液及 搅拌器)、外加 电压装置(分压 器)及显示仪器 三部分。
• 电解分离法――控制一定的电 解条件进行电解以达到不同物质 的分离。
• 库仑分析法是在电解分析法的基础 上通过测量电解过程中所消耗的电 量来进行定量分析的方法。
• 库仑分析法是在电解分析法的基础上 发展起来的一种分析方法。
• 它不是通过称量电解析出物的重量。 • 电解所消耗的电量来进行。 • 电流效率100%
(二)、分解电压和析出电位
• 当外加电压较小时, 不能引 起电极反应,几乎没有电流 电流 或只有很小电流通过电解池
• 增大外加电压, 电流略为增 加, 直到外加电压增加至某 一数值后, 通过电解池的电 流明显变大
• 电极电位称析出电位(φ析)
• 施加的电压称分解电压(U分)
• 分解电压是指被电解物质在两电极上产 生迅速的、连续不断的电极反应所需的 最小的外加电压。
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第十四章节电解及库仑分析法
14-1.有下列五种电化学分析法:
A :电位分析法
B :伏安分析 法
C :电导分析法
D :电解分析法
E :库仑分析法
(1)以测量沉积于电极表面的沉积物质量为基础的是( )
(2)以测量电解过程中被测物质在电极上发生电化学反应所消耗的电量为基础的是( )
(3)要求电流效率100%的是( )
14-2.以下有关电解的叙述哪些是正确的?
A .借外部电源的作用来实现化学反应向着非自发方向进行的过程;
B .借外部电源的作用来实现化学反应向着自发方向进行的过程;
C .在电解时,加直流电压于电解池的两个电极上;
D .在电解时,加交流电压于电解池的两个电极上;
14-3.在电重量分析法中作为沉淀剂的是:
A .电压
B .电流
C .电量
D .电能
E .电动势 14-4 以下哪个是错误的?
A .在阴极上还原的不一定是阳离子;
B .在阳极上氧化的不一定水阴离子;
C .析出电位是相对一个电极而言;
D .分解电压是对整个电解池而言
E .析出电位值越负越容易被还原
14-5.在分解电压中没有考虑的因素是:
A .理论分解电压
B .极化产生的超电压
C .电解回路的iR 降
D .液体接界电位
E .膜电位
14-6 以下哪个因素与超电位无关?
A .电极面积
B .电流密度
C .温度
D .析出物温度
E .电解质组成 14-7 与电解方程式的表达式无关的是
A .电极电位
B .超电位
C .电解池内阻
D .通过电解池的电流
E .液接电位
14-8在控制电位电解法的装置中,不包括以下哪个?
A .电压表
B .电位计
C .电流表
D .可变电阻
E .甘汞电极
14-9右图为欲分离A 和B 两种离子的i-E 曲线,如果要使金属离子A 还原而B 不还原,则阴极电位E 必须控制在
A. a<E -<b
B.b< E -<a
C. E ->b
D. E ->a
E. E -<a 14-10 若在溶液中含有下列浓度的离子,以Pt 为电极进行电解,首先在阴极上析出的是: A :0.011-⋅L mol +Ag (θϕ=0.799V );
B :21-⋅L mol +2Cu (θϕ=0.337V ):
C :11-⋅L mol +2Pb (θϕ=-0.128V );
D:0.11-⋅L mol +2Zn (θϕ=-0.763V )
E:0.21-⋅L mol +2Mn (θ
ϕ=-0.1.18V )
14-11 在0.51-⋅L mol 42SO H 溶液中, 电解0.1001-⋅L mol 4CuSO 溶液,使之开始电的理解分压(单位:V )为(已知:cu cu /2+θφ=0.337V;O H O H 222/4+θ
φ=1.23V)
A:0.307 B:0.913 C:0.922 D:1.527 E:1.536 14-12.以0.500A 电流通入某+2Zn
溶液0.25h ,如果电流效率为100%,要阴极上析出锌的质量(单位:g)为:
A:8.47×105- B:2.54×103- C:5.08×10
3- D:0.152 E:0.304 14-13.用两支铂电极组成一电解池,电解池的内阻为0.50Ω,铂电极的面积均为1502cm ,将两支铂电极分别插入200ml 1.001-⋅L
mol 42SO H 和11-⋅L mol 4CuSO 溶液进行电解,如果通入的电解电流为1.50A,开沉积+2Cu 时,需要的外加电压(单位:V)为:
A:0.89 B:1.64 C:2.08 D:2.49 E:3.17
14-14:电解浓度不0.011-⋅L mol +Ag 和11-⋅L mol +2Cu 离子的硫酸盐溶液
([H +=11-⋅L mol ]), 外加电压控制在下列哪个范围内,才能+Ag 完全析出,而+2Cu 留在溶
液 中(已知: cu cu /2+θφ=0.337V,2O η=+0.45, O
H O H 222/4+θφ=1.23V)?
A:0.55~0.785V B:0.68~1.02V C:1.02~1.26 D:1.02~1.36V E:1.02~
1.54V
14-15 对一定体积的溶液来说,电解完全的程度与下列哪个因素无关?
A. 起始浓度;
B. 扩散系数;
C. 有效扩散层厚度;
D. 电极面积;
E. 电解时间.
14-16 下列哪项不包括在控制电流分析的装置中?
A. 阳极和阴极;
B. 可变电阻;
C. 电流表;
D. 电压表
E. 电位计.
14-17 下列有关控制电流电解法的叙述,哪些是正确的?
A. 电解电流基本上保持不变;
B. 电解电流按t K t i i -=100衰减
C. 在相同条件下,析出相同数量的金属,分析速度快;
D. 选择性高;
E. 有利于金属离子的定量分离.
14-18 在电解分析中,要求沉积在电极上的被测物质必须是纯净、致密、坚固地附着在电极上,可以采取以下措施,其中哪一点是错误的?
A. 控制一定的PH 值;
B. 控制适当温度;
C. 以金属络离子的形式电解;
D. 反应的电流密度不宜过小;
E. 搅拌溶液.
14-19 在相同条件下,电池阴极沉积出来的物质的量正比于
A. 电极间距离;
B. 电池的温度;
C. 通过电池的电量;
D. 阴极的表面积;
E. 溶液中电解质浓度.
14-20 电解时,电流与时间的关系式为0I I =t K -10,其中K 为常数,它与下列哪些因素有
关?
A. 扩散系数D;
B. 电极表面积A;
C. 溶液体积V;
D. 扩散层厚度∂;
E. 起始电位E
14-21 内电解分析法,由于原电池电动势小,电解沉积速率较慢,电解完全所需时间长,为了缩短电解时间,需减小电池内阻,为此采取了下列措施,其中哪一点是不恰当的?
A. 使用大面积电极;
B. 高浓度电解质溶液;
C. 充分搅拌溶液; D:加热溶液 E:调换电极
(二)填充题:
14-1.以测量沉积于电极表面的沉积质量为基础的方法,称为_____________.
14-2.电解分析法是以_______为”沉淀剂”的重量分析法.
14-3.电解时,电解池内发生的反应是_______中反应的逆过程.
14-4.能使电流持续稳定地通过电解池,并使之开始电解的最低施加于电解池的两极的电压,称为___________.
14-5.使金属离子在阴极上不断电解而析出金属沉积物所需最小阴极电位,称为_________________.
14-6.控制电位电解法中,控制阴极电位可以通过控制___________来实现.
14-7.为实现对阴极电位的控制,需要在电解当中插入一个_________,然后用________测量该电极与阴极的电位差,以监控在电解过程中阴极电位的变化.
14-8.理论分解电压可以从标准电极电位按______的电动势计算,即________________. 14-9.计算开始沉积金属离子需要的外加电压时,应考虑iR降和极化作用,所用的电解方程式为______________________.
14-10.已知(
V
Ag
Ag800
.0
/=
+
θ
ϕcu
cu/
2+
θ
φ=0.345V),假设在25℃时,在含0.011-
⋅L
mol的
+
2
Cu离子的硫酸盐溶液中,首先在阴极上被还原的是_____,开始析出时的阴极电位为__________.
14-11.在控制电位电解过程中,电极电位决定电极表面氧化态的还原态的___________.
14-12.在控制电流电解过程中,电极表面氧化态和还原态的浓度比率决定______________. 14-13.由于电解一般在水溶液中进行的,所以要控制适当的电极电位和溶液的PH值,以防止水的分解,当工作电极为阴极时,应避免有______析出;当工作电极为阳极时,则要防止有____产生.
14-14.电解时,仅有一种物质在电极上析出,且电流效率为100%,则电流与时间之产的关系可由式__________________表示.
14-15.在不外加电压而借助于两个电极本身组成的原电池的电动势来进行电解,通过金属离子在阴极上定量析出,这种方法称为____________________________.
14-16.由于氢在汞电极上的超电位特别大,所以使许多电动序在氢以前的金属离子可以在汞电极上析出,这是_____________________的理论依据.
14-17.库仑分析法的基本依据是_____________________.
14-18.库仑分析法的二个基本要求是(1)_______________________,(2)____________.
14-19.恒电位为库仑分析法的仪器装置较恒电位电解法增加了一个___________________. 14-20.以测量电解过程中被测物质在电极上发生电化学反应所消耗的电量为基础的方法,称为____________.。

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