微库仑法应用
电化学分析—动态库仑分析法
电化学分析—动态库仑分析法1.办法原理动态库仑分析法又称微库仑分析法，它不同于前面讲的恒电位库仑分析法和恒电流库仑分析法，是一种新型的库仑分析法。
在测定过程中，其电位和电流都不是恒定的，而是按照被测物浓度变幻，应用电子技术举行自动调整，其精确度、敏捷度和自动化程度更高，更适合做微量分析。
微库仑仪工作原理2-20所示。
仪器主要由电解池(或称滴定池)和库仑放大器两部分组成。
电解池内装有两对电极，一对是指示电极和参比电极。
指示电极的电位由电解液中滴定剂浓度所打算。
另一对是工作电极或称电解电极。
工作电极是电解产生滴定剂的电极。
库仑放大器是按照零平衡原理设计的，放大器与滴定池组成一个闭环自动控制系统。
指示电极与参比电极间产生一个电位信号，此信号与外加偏压反向串联后输入放大器。
当两电位值相等时，因方向相反，相互抵消，放大器输入信号为零，输出信号也为零，工作电极对之间没有电流通过，微库仑仪处于平衡状态。
当被测物进入滴定池，并与滴定剂反应后，滴定剂浓度发生变幻，指示电极的电位跟着发生变幻，因而与外加偏压有了差异，库仑放大器便有了输入信号。
此信号经放大器放大后将电压加到工作电极对上，就有电流流过滴定池，工作电极上发生电解，产生滴定剂。
这个过程继续举行，直至被测物反应终止，滴定剂浓度复原到初始状态，电解过程自动停止，微库仑仪复原平衡状态。
利用电子技术，通过电流对时光的积分，得出电解所耗电量，按照电量即可求出被测物的量。
图2-20微库仑仪工作原理图 1－参比电极；2－指示电极；3, 4－工作电极；5－放大器 2．微库仑仪的构造微库仑滴定仪是由微库仑放大器、滴定池和电解系统组成的“零平衡”式闭环负反馈系统。
以国产WKL-3型微库仑定硫仪为例解释微库仑仪的构造。
其流程2-21所示。
图2-21 WKL-3型微库仑定硫仪流程图 (1)裂解管和裂解炉石油及其它有机化合物中的S、N、Cl等元素，都不能挺直和滴定剂反应，必需预先裂解，转化成能与滴定剂反应的物质才干测定。
微库仑氮测定
(4)、待炉温降至200℃以下时，关氢气和冷却水 。 六、讨论 1、滴定池的操作 电解池由池体和电极组成，内盛有0．4％(轻质石油产品)或 1％(重质石油产品)的NaSO4电解液和搅拌子。电极包括： 电解阳极：7×7mm2的铂片； 电解阴极：￠0.4铂丝； 参考电极：￠0.5铂丝镀铅，插入饱和硫酸铅溶液中； 测量电极：7×7mm2铂片镀铂黑。 滴定池是微库仑滴定反应的心脏，处理好池子是做好实验的 关键，滴定池除池体干净外，镀好参考电极和测量电极也是必要 条件。 (1)镀参考电极：将电极用热硝酸处理，旧电极应先用热硝酸 除去镀铅层，再用热硝酸处理，最后用去离子水冲洗干净，即可 放在氟硼酸铅镀液中，以铅棒为阳极，参考电极为阴极，2毫安 电流镀40分钟左右，镀好的电极应呈现一层均匀的银灰色镀层。
试样用微量注射器或样品舟由自动进样器推入石英裂解管的 汽化段，有机化合物在过量氢存在下通过高温催化剂层，进行加 氢裂解，试样中包合的C、H、O、S、N、X和P等其他元素可生 成下述主要产物： 组成 主要反应产物 进入滴定池产物 C、H、O CH4、H2O CH4、H2O S H2S X HX（LiOH300℃） P PH3 N NH3、HCN NH3 如果化合物中仅合有C．H．O元素，其完全燃烧氢解产物为 H2O和CH4以及一些较高的同系物，这些产物不干扰还原库仑法 测定。N的氢解后主要产物是NH3，也可能生成HCN，它的量与 样品中氮碳比例有关，当增加反应气的湿度或裂解温度时，使样 品燃烧更完全可降低HCN的生成。酸性气体经酸性气体洗涤器吸 收，只有NH3与池中的氢离子发生反应： NH3+H+→NH4+
3．基线上漂 (1)平衡时间短或大小头中有水。 (2)氢氧化锂填充过松，有颗粒吹出。 (3)参考电极脱铅。 (4)电极污染。 (5)稳定段温度大于300℃。 4．基线下漂 (1)池子或电极污染。 (2)参考臂有硫酸铅渗出。 (3)氢气流速降低或系统漏气。 5．拖尾峰 (1)放大器的偏压或增益过低。 (2)进样速度过慢。 (3)裂解温度过低或氢气流速低。 (4)催化剂或氢氧化锂管填的过紧。 (5)催化剂结焦。
微库仑仪的应用开发与研究
金 宝 山和 白马 寨 铜 镍 硫 化 物 矿 床 铂 族 元 素 【 陶琰， ３ １ 罗秦义， 智龙 ， 黄 刘玉平 ， 苏文超 ， ， 朱丹 李 （Ｇ ） Ｐ Ｅ地球 化 学 的差异及 其 成 因意 义 ． 地质 晓彪 ． 南金 宝 山岩体 岩 浆起 源 的微 量 元 素 云 学报，２ ０ ， １ ０ ７（ ）． ０ 模 式分析叨． 矿物 学报， ０５０）． ２０，４ （ ４ １刘敏 ． 宝 山铂钯 矿 多元 素的 相 关关 系与 金 【 陶琰， 义， ２ ］ 罗泰 高振敏 ， 朱丹． 南暗 色岩铜镍 『 西 硫化 物矿 化 岩体 与峨 眉 山玄武岩 的关 系 — 铂 族矿物 的产 出形式咖． 产综 合利 用， ０ ２ — 矿 ２ ０，
理。
４ ． ８出现结 果重 复性 不好 的原 因及排 除方 如下 ： 法 效益。 ４ ． １基线噪声 超过规定 要求 的原因及 排除 样 品不均匀 ； 实验前必须把样 品摇匀。 硅胶 ３滴定池对 微库仑 分析准确度 的影响 方法 ： 垫 、 射器 和整个 系统漏 气 ； 注 系统试漏 、 换硅 更 电于扰 ： 先检查放大器接地 情况 ， 周围是否 胶垫及清洗注 射器。 ３ 滴定池是微库仑测定 设备 的心脏。 ． １ 如测 进样速度不均匀 ； 从开始到 定盐的滴定池是根据银滴定池 的反应原 理没计 有大 没备使 电源波动而产生 的干扰 ； 前者 接好 结束速度保持一 致。 基线不稳 ； 待基线稳后再进 的 ， 南电极 、 它 电解液、 隔离元件等组成 。 影响滴 地线 ， 后者采 取稳 压。参考臂有气泡 ， 在参 样 。 尤其 未接加热 带 ； 上加 热带。电极污染或池 中 接 定 池灵敏度的 因素很多 ， ： 定系统的工作 参 考臂与毛 细管束 之间有气泡必须排 除。电极接 电解液过少 ； 电极或添加 电解液 。 如测 清洗 进样量不
库仑分析应用
MQ 18Q it m= = = nF 2×96487 10721
式中： 为样品中 为样品中H 的重量 的重量， ； 为电 式中：m为样品中 2O的重量，mg；i为电 解电流， 为电解时间， 解电流，mA；t为电解时间，s。 ； 为电解时间 。 毫库仑电量。 即1mg水消耗 水消耗10721毫库仑电量。 毫库仑电量
四、库仑分析法应用实例 1.微库仑分析技术 1.微库仑分析技术 又称为动态库仑法 特点：灵敏，快速， 特点：灵敏，快速，方便 微库仑分析法既不是控制电位的方法， 微库仑分析法既不是控制电位的方法，也不是 控制电流的方法。与库仑滴定法相似的是， 控制电流的方法。与库仑滴定法相似的是，它 也是由电生的滴定剂来滴定被测物质的浓度。 也是由电生的滴定剂来滴定被测物质的浓度。 这种方法的灵敏度高，适用于微量成分的分析， 这种方法的灵敏度高，适用于微量成分的分析， 所以叫微库仑分析法。 所以叫微库仑分析法。
微库仑 分析的过程 中，电流的 大小是随滴 定的程度而 变化的， 变化的，所 以又称为动 态库仑滴定。 态库仑滴定。
i-t 的关系见图。 的关系见图。
以电生Ag 测定Cl 为例， 以电生Ag+测定Cl-为例， 含Ag+底液的电位为E测， 设：偏压设定为E偏， 偏压设定为 使: E测 = E偏 ， 则: △E = 0， ， I电解 = 0， ， 体系处于平衡。 体系处于平衡。
进口
出口
法检测。 法检测。
图
电解色谱装置
2. 水质污染中化学需氧量的测定 • COD是指1升水中可被氧化的物质（主要是有机物） COD是指 升水中可被氧化的物质（主要是有机物） 是指1 氧化时所需的耗氧量 。 国产HH-1型COD测定仪测定原理： 型 测定仪测定原理： 国产 测定仪测定原理 在硫酸介质中， 为氧化剂， 在硫酸介质中，以K2Cr2O7为氧化剂，与水样回馏 15min，然后用电解产生的亚铁离子为滴定剂，对 ，然后用电解产生的亚铁离子为滴定剂， 剩余的进行库仑滴定。由电解Fe 剩余的进行库仑滴定。由电解 2+所消耗的电量可 计算出水样中的COD值。 计算出水样中的 值 终点采用电位法一次微分自动控制。 终点采用电位法一次微分自动控制。 方法特点： 方法特点： 不需用标准溶液，操作简便、快速、氧化率高。 不需用标准溶液，操作简便、快速、氧化率高。
微库仑法测定工业废水中的硫含量
微库仑法测定工业废水中的硫含量张颖瑶马小奇(中国石油兰州石化公司质检部，甘肃兰州730060)廛屉抖蕉睛要】近年来，水质污染日趋严重，已成为人们日益关注的问题。
硫及其化合物对设备管道具有较强的腐蚀性。
且生成的羰基硫堵塞管道，同时对人类生存环境产生严重的危害。
因此。
治理污水，减少硫排放，定时监测污水中的磁冶量对工艺生产及环境保护有着重要的意义。
长期以来，人们一直采用碘量法、分光光度法来测定污水中的磁含量。
由于污水中的杂质较多、组成复杂，对碘量法终点的到达和观察、分光光度法透光率的测定有很大的影响，造成测定结果的不准确。
巨蘧词】硫；微率仑滴定；滴定池；工业污水1试验部分1．1仪器与试剂1．1．1仪器W K一2B微库仑滴定仪：由微机控制的微库仑计、滴定池、搅拌器、裂解炉等单元组成。
1．12试剂碘化钾(A R)、碘(A R)、醋酸(A R)、迭氮化钠(A R)、二硫化碳(A R)、无水乙醇伍R)等o113电解液和储备液的配制电解液：0．05％碘化钾、0．06％迭氮化钠、o．5％醋酸溶液，盛于棕色瓶中，于阴凉处放置。
储备液：取05m L(比重126分析纯)的二硫化碳，用污水乙醇稀释至50m L1114气源氧气、氮气12撩蚱条件的选择微库仑法测定硫含量的原理是当样品被注射器注入裂解管后反应转化为可滴定离子，由载气带入滴定池，消耗电解液中的滴定剂，滴定剂浓度的变化使滴定池中的测量—参考电极对的电位发生变化，其变化值送到微机控制的微库仑放大器的输入端，经放大后输出相应的电压加到电解电极对上，在发生电极上电生出滴定离子，补充消耗的滴定剂。
测量电生滴定剂时流过电阻R测的电量和时间，依据法拉第定律进行数据处理，则可计算出标准样品的转化率。
在相同条件下，进行样品的检测分析。
由于测量过程中影响因素较多，如O z／N：比例及流速、偏压、炉温等，故在做实验时，必须确定好以上参数，确保仪器的稳定性和数据的准确性。
121炉温的确定炉温分为三段，气化段是将样品气化、燃烧段是将气化后样品中的有机硫和无机硫转化为二氧化硫、稳定段是将转化的二氧化硫达到平衡状态后送入滴定池。
微库仑法在汽油吸附脱硫中的应用
摘
要 ： 用微库仑分析法检测催化裂化汽油 、 经分子筛吸附脱硫处理后的催化裂化汽油 中硫含
量， 通过加标回收和稀释实验并与燃灯法进行 比较 ， 表明这两种方法 的分析结果没有显著 区别 。但微 库仑法分析速度较快 ， 作简便 ， 操 更适合大批量样 品分 析 ， 这对 于汽 油的吸附脱硫实验 中硫含量的及
含硫量的增 大其测 量结 果的相对标 准偏 差有降 低 的趋 势 ， 明用 此 方 法测 量 汽 油 中的硫 含 量 的 说 精密度能保持在一定范 围内 ， 通过加标 回收实验 结果 显 示 ， 分析 方 法对 于标 准样 品的测 量 准 确 此 度很好 ， 全可 以用来做 为汽油 中硫含量 的分析 。 完
的效 果 。
微库仑法 ：样 品中的硫在高温炉中与 ０ 燃 烧 ，生成 Ｓ ： Ｏ 及少数 Ｓ Ｏ 由 Ｎ 导入滴定池 Ｏ， Ｓ 中与 Ｉ 发生反应。致使池 中 Ｉ 浓度降低 、 ， 一 一 滴定 池 中的参 考 与 测量 电极对 指 示 出这 一 变化 ， 并将 这一变化的信号输入库仑放大器 ， 然后 由库仑放 大 器输 出一 相应 的电 流加 到 电解 电极对 上 ， 生 发 电极 电生 出被 Ｓ 消 耗 的 Ｉ ， 至恢 复原 始 的 Ｏ所 直 一 Ｉ 浓度 ， ＿Ｉ ＋ ｅ ， 一 Ｉ ÷ －２ 测出电解时所消耗 的电量 ， 一 ３ 据 法拉第电解定律就可 以求出样品中总硫的含量 。 燃 灯 法 ： 石 油 产 品在 灯 中燃 烧 ， 碳 酸 钠 将 用 水溶 液 吸收 生成 的 Ｓ 并用 容量 分析法 测 定 。 Ｏ， １ 精密 度与 准确 度试 验 ． ３ 由于本 次所 用 的催 化 裂 化 汽 油 的硫 含 量 较 高（ 相对于微库仑法来说 ）为 了减少进样偏差引 ， 起 的结 果 误差 ， 别 对 ３个 样 品采 用 平 行分 析 加 分 标 回收法和稀释法的精密度试验。２ 种方法的测
微库仑法测定固体样品中的可吸附有机卤化物
微库仑法测定固体样品中的可吸附有机卤化物本文通过恒温条件下的混合振荡提取固体样品中的有机卤化物,利用活性碳对有机卤化物进行富集,比较了振荡吸附柱压滤珐和抽滤法,采用微库仑法对AOX进行检测,可较准确地分析沉积物和土壤等固体样品中的AOX ,回收率和精密度均达到较理想要求,并具有便捷、高效的特点。
结果表明柱压滤法在系统空白值、回收率和精密度方面优于抽滤法。
1实验部分1. 1仪器与试剂总有机卤素分析仪和压滤机,熔融石英样品管, 超纯水系统,聚碳酸酯滤膜(0. 45μm ,直径25 mm)。
活性炭(碘值小于1050 ,氯空白值小于15μgΠg) ,超纯水(游离氯< 1μgΠmL ) ,对氯苯酚,HCl , HNO3, NaNO3, H2SO4,高纯氧气(纯度>99195 %) ,乙酸,明胶,麝香草酚,百里酚蓝,甲醇等,所用试剂均为分析纯。
有关电解液及NaNO3贮备液、洗脱液的配制方法详见文献[6 ]。
1. 2实验方法1. 2. 1样品采集和样品准备1)沉积物:使用抓斗式采泥器采集,样品采集后即放入冷藏室保存。
样品经冷冻干燥后,孔径150μm研磨过筛; 2)土壤:采集土壤样品,经风干后,研磨过孔径150μm筛; 3)空白替代物为粒度150μm石英砂,在400℃条件下灼烧1 h以去除有机卤化物。
1. 2. 2样品前处理称取50 mg准备好的固体样品和适量活性炭,放入到25 mL的锥形瓶中,加入10 mL硝酸盐贮备液(HNO3与NaNO3混合溶液),放入恒温振荡箱25℃条件下振荡约1 h。
采用两种过滤方法,对样品进行过滤。
(1)振荡吸附柱压滤法:取适量的陶瓷棉塞入熔融石英样品管中,将样品管装入DF3U压滤机。
用压滤法使振荡后混合溶液通过样品管,固体物质(沉积物和活性碳) 滞留在样品管中,并用NaNO3洗脱液对样品管中的无机氯离子进行洗脱。
洗脱完毕后把样品管取出,在样品管上端塞上陶瓷棉,待分析。
(2)振荡吸附抽滤法:用不含氯的聚碳酸酯滤膜(0. 45μm ,直径25 mm)对振荡后混合溶液进行抽滤,并用NaNO3洗脱液进行洗脱。
微库仑法测定煤焦油中氯含量-文档资料
微库仑法测定煤焦油中氯含量.、八、一前言煤焦油中的氯分为无机氯化物和有机氯化物，无机氯化物主要以氯化钠、氯化镁和氯化钙等碱金属或碱土金属盐形式存在，可以通过脱盐脱水工艺而加以去除，而有机氯化物大多以氯代烷烃的形式存在，由于氯代烷烃不溶于水，因此不能通过脱盐脱水工艺去除。
无机氯化物中氯化钠不易水解，氯化镁、氯化钙却极易受热水解，其水解温度分别为120C和175C,水解后生成HCI 这一腐蚀介质。
有机氯化物单独存在时对设备不产生腐蚀，但是在高温高压及氢气存在条件下，会生成HCI，有水存在时对设备有较强的腐蚀性。
此外，含氮化合物在加氢反应过程中产生的氨与氯化氢反应生成氯化铵，氯化铵易在加氢反应产物换热器低温部位产生铵盐结晶，造成加氢系统后部及后续装置的设备、管线发生堵塞，造成加氢系统压降增大，甚至造成加氢压缩机气动阀动作失灵，导致加氢压缩机无法正常运行。
氯化铵结晶的形成，虽然固定了大部分的氯，减轻了对后续系统的腐蚀，但在铵盐覆盖之处会形成“垢下腐蚀”。
再者，由于氯有未成键的孤对电子，并且有很大的电子亲和力，容易与金属离子反应，且氯离子还具有很高的迁移性，常随工艺向下游迁移，会形成的全床层性的催化剂中毒。
煤焦油作为煤直接液化加氢稳定装置的生产原料，因此很有必要要对煤焦油中的氯进行测定，掌握其准确含量。
本文采用微库仑法测定燃料油中的氯含量，快速准确，可完全满足生产控制要求，为设备的正常运转和生产装置的安稳长满优运行保驾护航。
1.实验部分1.1仪器与试剂WK-2D型微库仑分析仪；氮气，纯度》99.999%;氧气，纯度》99.999%;乙酸，AR醋酸银，AR三级水，符合GB6682-2008 中指标；氯标准物质，石油化工科学研究院。
四氢呋喃，AR微量注射器，10uL。
电解液（70% VV的配制：量取700mL乙酸，用二级水稀释至1000mL，摇匀。
醋酸银的装填：将适量醋酸银装入滴定池参考臂，再加入适量的电解液，使电解液没过醋酸银，然后将气泡赶出。
库伦法的原理及应用
库伦法的原理及应用一、库伦法简介库伦法（Coulomb’s Law）是物理学中一种描述电荷之间相互作用力的法则。
它是根据观察到的电荷之间的相互作用力的大小和方向而提出的。
库伦法的原理可以用简洁的数学公式来表示，是物理学中电磁相互作用力的基本定律之一。
二、库伦法的原理库伦法描述了两个电荷之间的相互作用力的大小和方向，也被称为静电力。
根据库伦法，两个电荷之间的相互作用力正比于它们之间的距离的平方，同时与它们的电荷量的乘积成正比。
公式表示如下：\[ F = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]其中，F表示两个电荷之间的相互作用力，k代表库伦常数，q1和q2分别代表两个电荷的电荷量，r代表两个电荷之间的距离。
三、库伦法的应用1. 电荷间的相互作用力计算库伦法可以用于计算两个电荷之间的相互作用力的大小和方向。
通过给定电荷量和距离，可以利用库伦法计算出这种相互作用力。
这种应用在物理学、工程学和化学等领域都非常常见。
2. 静电力的应用库伦法的应用不仅局限于计算电荷之间的作用力，还可以用于描述静电力对物体的影响。
在物体表面，电荷的分布可能会引起静电力的产生，从而产生电场。
静电力的应用涉及到电场的特性研究、静电纺丝、电场造成的带电粒子运动等方面。
3. 电荷分布的研究库伦法可以用于研究电荷分布在物体上的情况。
通过计算电荷对周围环境的作用力，可以得出物体上电荷的分布情况。
这在研究电荷分布的均匀性、非均匀情况下的电场分布等方面起到了重要作用。
4. 粒子运动轨迹模拟库伦法的应用还可以用于模拟带电粒子的运动轨迹。
通过设置初始条件，如粒子的位置、速度和电荷等参数，可以利用库伦法计算出带电粒子在电场中的运动轨迹。
这对于粒子束聚焦、粒子加速器、离子轰击等领域具有重要意义。
5. 电荷守恒定律的证明库伦法的应用还可用于证明电荷守恒定律。
根据库伦法，两个电荷之间的相互作用力是相互的，即大小相等、方向相反。
微库仑法测定石油产品中的硫含量
微库仑法测定石油产品中的硫含量摘要：本文通过微库仑法试验中对各种影响因素的比对和研究，找到了最佳的分析条件，选择校正曲线法建立汽油、MTBE产品和调合含有MTBE的成品油中硫的分析方法。
试验结果表明：微库仑法具有灵敏度高、快速、准确的特点，对于不同石油产品硫含量的测试显示出良好的选择性、重复性、再现性，是目前检测石油产品中硫含量的好方法。
关键词：微库仑测定法石油产品硫含量测定随着石油化工的发展和国家对环境保护的日益重视。
我国对石油产品的硫含量提出了严格的控制指标。
为此，建立一个快速、准确测定石油产品中硫含量的分析方法对于石油产品的质量控制非常重要。
现有比较成熟经典的方法是管式炉法（GB/T387）、燃灯法（GB/T380）、氧弹法（GB/T384）等，但是测定仪器复杂、步骤繁多、费时费力，无法实现自动化，难以满足现代工业生产的高速检验需要。
能量色散X射线荧光光谱法（GB/T 17040）、单波长能量色散硫含量测定法（GB/T11140），分析速度很快，灵敏度高，重复性好，但无法测定MTBE产品和调配含有MTBE的汽油产品。
原因就是MTBE分子结构中含有氧原子，氧与硫在元素周期中同一族，最外层电子数相同，氧对硫在这两种方法测定中相互干扰，导致检测结果失真。
而微库仑滴定法是一种电化学分析方法，其原理是基于法拉弟电解定律，即把样品燃烧分解，将硫化物转化为SO2，并由载气带进滴定池与池中I-3发生反应，然后通过微库仑滴定系统自动电生碘进行滴定，根据电解消耗的电量计算样品中硫含量。
因此有着信号稳定和灵敏度高的优点。
因此，微库仑法备受推崇，已被我国及欧美许多国家定为标准分析方法。
一、实验部分1.仪器和试剂2.操作条件二、结果和讨论1.实验条件的选择1.1电解液电解液配制：称取0.5g KI，0.6gNaN2，5ml冰醋酸溶于水配制成1000ml电解液。
电解液需要保持新鲜。
若放置时间太长，溶液中的碘浓度会增高，滴定池的平衡电压降低，导致灵敏度降低而无法测定低含硫量样品。
微库仑滴定分析的基本原理及其在石油产品中的应用
微库仑滴定技术是六十年代发展起来的一种 新型分析技术，已被公认为测量石油产品和其它有 机及无机化合物中硫、氮、氯的较好分析方法。目前 已广泛用于科研和生产控制分析过程，其中有些方 法，例如石油产品的硫、氮和水等已被世界各国定为 标准方法，它的主要优点是灵敏、快速、准确和具有 较强的抗干扰能力。在实际应用中微库仑法仅需要 微克量，甚至毫微克量的样品，即可测定样品中从百 万分之几到百分之几的预测物质的含量。微库仑滴 定法可用于气体、液体和固体等不同状态的物质的 测定。
2013 年第 24 期
内蒙古石油化工
23
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微库仑滴定分析的基本原理及其在石油产品中的应用
安 华，赵红叶，傅德慧
（ 内蒙古石油化工监督检验研究院，内蒙古 呼和浩特 010010）
摘 要： 微库仑滴定分析因其具有灵敏、快速、准确和具有较强的抗干扰能力等显著优势被广泛应 用在石油产品和其它有机及无机化合物中硫、氯、氮的测定中。本文就微库仑滴定技术的基本原理及其 在硫和氯的测定过程中的应用做了介绍。
I2 或 Ag + ，直至电解池中 I2 或 Ag + 恢复到原先的浓 度。仪器检测出这一电解过程所消耗电量，由此推 算出反应消耗的 I2 或 Ag + 的量，从而得到样品中 S 或 Cl 的浓度。
图1
图2 目前依据微库仑滴定法所设计的测定硫和氯的 仪器基本上都是由主机，温度气体流量控制单元，搅 拌器，进样器，电脑，打印机等部分组成。如图 2 所 示，其中： 搅拌器是放置电解池的装置，外壳应保持良好 的接地、避光和屏蔽。 温度气体流量控制单元为样品裂解所用裂解管 提供热量并为样品燃烧提供载气和氧气。 进样器能自动把样品注入裂解管中，它可以自 由调节进样速度和距离，满足不同样品的分析要求。 对固态样品和气态样品还分别有重油进样器和气体 进样器，实验时可根据不同的分析要求使用不同进 样器。 主机是进行数据采集和分析控制的地方，是整
微库仑分析法的测定原理
微库仑分析法的测定原理
微库仑分析法是一种常用于测定溶液中离子浓度的方法，其原理基于库仑定律和电导率测定法。
库仑定律（Coulomb's law）是描述电荷间相互作用力的定律，它表明两个电荷间的作用力与它们的电荷量成正比，与它们的距离的平方成反比。
电导率（conductivity）是物质导电能力的度量，用于描述物质中电流传输的能力。
在水溶液中，电导率与其中的离子浓度成正比。
微库仑分析法的测定原理如下：
1.首先，需要准备一个电导池（conductivity cell），其中包含两个电极（如玻璃电极），并通过一个电导计（conductivity meter）连接电极。
2.将待测溶液注入电导池中，电导池中的电极正极和负极分别与待测溶液中的离子接触。
3.当电流通过电导池时，离子会向相应的电极移动，从而形成一个带电解质层。
4.电导测定器测量到的电导率与溶液中的离子浓度成正比关系。
通过这种关系，可以根据测得的电导率值，计算出溶液中离子的浓度。
总之，微库仑分析法利用库仑定律和电导率测定法，通过测量溶液的电导率来间接测定溶液中的离子浓度。
库仑法的原理及应用
库仑法的原理及应用1. 库仑法的原理库仑法是描述带电粒子之间相互作用的物理学原理，它是以19世纪英国物理学家库仑的名字命名的。
库仑法基于库仑定律，即两个电荷之间的相互作用力与它们之间的距离的平方成反比。
其数学表达式如下：$F = k * \\frac{q_1 * q_2}{r^2}$其中，F为两个电荷之间的相互作用力，k为库仑常数，q1和q2为两个电荷的大小，r为两个电荷之间的距离。
根据库仑定律的数学表达式可以看出，两个电荷之间的相互作用力与它们的大小和距离有关。
当两个电荷之间的距离增大时，相互作用力减小；当两个电荷的大小增大时，相互作用力也增大。
2. 库仑法的应用库仑法在物理学、化学、生物学等领域有着广泛的应用。
下面列举几个常见的应用领域：2.1. 静电吸附静电吸附是库仑法的一种重要应用，它利用带电粒子之间的相互作用力来实现物质分离、过滤和吸附等工艺。
静电吸附广泛应用于颗粒物分离、脱水、废气处理等领域。
2.2. 离子化学离子化学是研究离子之间相互作用的化学学科，库仑法在离子化学中起到了重要的作用。
离子之间的相互作用力是决定化学反应速率、离子溶解度和晶格稳定性等性质的关键因素。
2.3. 分子力学分子力学是研究分子之间相互作用的物理学分支，库仑法在分子力学中应用广泛。
通过计算分子之间的库仑相互作用力，可以预测和模拟分子的结构、性质和反应行为。
2.4. 生物电学生物电学是研究生物体内电信号传递和生物体与外界电场相互作用的学科。
库仑法被应用于生物电学中，以研究细胞膜上离子通道的开关机制、神经信号传递、心脏电活动等生物电现象。
2.5. 电磁波传播库仑法在电磁波传播中也有一定的应用，特别是在辐射场强计算和电磁波散射问题中。
通过库仑法可以计算电荷在空间中的分布情况，进而预测电磁波的传播路径和强度分布。
3. 总结库仑法是描述带电粒子之间相互作用的物理学原理，可以应用于静电吸附、离子化学、分子力学、生物电学和电磁波传播等领域。
微库仑法测定多种有机液体化工产品中的氯含量
ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ １ ０ ０ ｍＬ ／ ｍｉ ｎ ， ｔ ｈ ｅ ２ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ｗａ ｓ ６ ０ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｗａ ｓ ０ ． ５ ｇ Ｌ／ ｓ ．
ｗａ ｓ ０ ． １ ７ ｍｇ ／ Ｉ ． Ｔｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ，ｒ ａ ｐ ｉ ｄ，ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｒ ａ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｄ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｉ ｎ ｏ ｒ —
２ ０ １ ５ 年第５ 期
分 析 仪 器
１ ３
业
业
业
逝
业
妇
仪 器 应 用
带 带 带 带 芥 芾 带
微 库仑 法 测 定 多 种有 机 液 体化 工产 品 中 的氯 含 量
李 思睿 魏 新字 赵 亚婷 陈 松 张 颖 黄 文氢
（ 中 国石 化 北 京 化 工 研 究 院 ， 北京 １ ０ ０ ０ １ ３ ）
Ｄ０Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ３ ６ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ —２ ３ ２ Ｘ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． ０ ０ ３
Ｄｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｎｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｇ ａ ｎｉ ｃ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｐｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｓ ｂ ｙ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｕ ｌ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ． Ｌｉ Ｓｉ ｒ ｕｉ ，
微库仑分析法的应用
微库仑分析法的应用摘要微库仑滴定法是根据电解产生电生滴定剂与被测物质反应，并随被测物质含量大小自动调节输入电流，由消耗的电量来确定物质含量的方法。
本文就微库仑滴定技术的基本原理及其在测定过程中的应用做了介绍。
关键词微库仑分析法原理应用一引言库仑分析是一种特殊的电解分析方法,它是通过测量电解反应所消耗的电量根据法拉第电解定律来计算结果的一种电化学分析方法。
微库仑是近几年来发展起来的一种库仑滴定技术,方法的主要优点是灵敏度高,选择性好和分析速度快,同时响应成线性和相对抗干扰能力强。
在实际分析中,仅需微克甚至纳克量的样品,就可测定气、液、固态的物质。
二微库仑滴定仪的工作原理微库仑滴定仪是基于微库仑滴定原理设计而成，由微库仑滴定池，微库仑放大器和积分器等组成。
微库仑放大器与微库仑滴定池组成一个闭环的自动负反馈系统。
微库仑滴定池中有两对电极，即测量电极对和电解电极对。
测量电极对由参考电极和指示电极组成，在被测物质进入滴定池之前,由于滴定池中的电解液预先含有一定浓度的库仑滴定剂，测量电极对建立一定的电极电势,这一电势信号（偏压）与外加给定偏置电压E（偏）反向迭加后送至微库仑放大器输入端,当两电压相等时,放大器输入信号Esr为零,此时放大器的输出电压Esc亦为零,在电解电极对之间即发生电极和辅助电极之间无电解电流通过,仪器与滴定池均处于平衡状态。
当被测物质进入滴定池后,滴定池中滴定剂被消耗,使得滴定离子浓度发生变化,此时测量电极对的电极电势也发生了变化,其输出电压不再等于E（偏）,失去平衡,Esr不等于零。
微库仑放大器有了输入信号,经过放大后的输出信号Esc 加至滴定池电解电极对,有电解电流I流过电解电极对,于是,在发生电极上就有库仑滴定剂产生,以补充被消耗的滴定剂。
当所补充的滴定剂浓度达到原平衡状时,测量电极对所感受到的电压信号与偏置电压E（偏）相等,使得输入电压Esr又为零,放大器输出电压Ecs 同样为零,电解电极对之间无电流流过即I=0 。
微库仑法测定水质中可吸附有机卤素_AOX_
微库仑法测定水质中可吸附有机卤素( AOX ) 朱月芳， 朱剑禾， 顾海东( 苏州市环境监测中心站，江苏 苏州 215004)摘 要: 采用微库仑法对天然水样和工业废水中的可吸附有机卤化物( A OX ) 进行了测定。
该方法用柱吸附法及振荡 吸附法分别进行分析测试，在系统空白值、方法检出限、回收率和精密度等方面进行了测试，文中改进了振荡吸附法处理的 设备及步骤，使振荡吸附法在系统空白值、方法检出限、回收率和精密度各方面与柱吸附法的各项指标都基本一致，这就为 根据实际水质选择更适合的前处理方法提供了可能。
其方法检出限为 0． 40 ～ 1． 15 u g / L ( Cl ) / ，回收率为 93． 5% ～ 99． 2% 。
平均标准偏差 ＲSD ( % ) 为 0． 53 ～ 3． 47% 。
关键词: 可吸附有机卤化物; 微库仑法; 水 中图分类号: X 830． 2文献标识码: AD e t e r m i n a t ion of Ab s o r b a b le O r ga nic H a lo g e n s( AOX ) in Wa t e r by U s in g Mic r oco ulom e t r yZHU Yue － fang ， ZHU Jian － he ， GU Hai － dong( Suz hou Env i r onm e nt al Moni t or i ng C e nt e r ，Suz hou ，Ji angs u 215004，C hi na )Ab s tr ac t : A bs o rbab l e o r g an i c ha l og ens ( AOX ) in nature water and industrial waster water were determ i ned by m i cr o c o u l o m etry ． Analy ses by us i n g c o l um n procedure and sha ki n g procedure method w ere m ade ，and some analy sis i ndex s uc h as syst em blank v a l - ue ，detect i o n li m i t ，rec o v ery ，and prec i s i o n were tested ． The detect i o n limit w as 0． 40 － 1． 15 ug ( C1) / L by c o l umn pr o c edure ，w i th averaged recovery of 93． 5% ～ 99． 2% ．The ＲSD is 0． 53 ～ 3． 47% ．K e y w o r d s : A bs o rbab l e o r g an i c ha l o g ens ; M i c r o c o u l o met ry ;W ater标［2］。
库仑法应用
库仑法应用
库仑法（Coulomb’s Law）是一个重要的电学定律，它可以被用于研究电场、电电压、电
流和其他电学现象。
该定律于1785年由法国物理学家特瓦（Charles-Augustin de Coulomb）提出，其定律表明：任何两个相互作用的电荷之间的力大小与它们的积分电荷
直接成比例，而这个力的方向恰好与两个电荷的连线的方向相反。
具体而言，库仑定律表明，两个电荷的夹角及电荷的差和之间的力可以表示为如下公式：
F = k*Q1*Q2/d²，其中Q1和Q2分别为两个电荷，d为它们之间的距离，k为一个特定的
常数。
由于这个公式表明，两个电荷之间的力强度随电荷差和的变化而变化，因此我们可
以认为它是一个非常重要的电学定律。
此外，库仑定律还有助于我们理解其他相关的物理现象。
例如，它可以用来解释希格斯效应。
该效应显示，当两个电荷通过一条封闭电路（称为希格斯管）时，当其中一个电荷的电势发生变化时，另一个电荷也会发生变化。
这就是库仑定律的现象情况，因为它表明电荷间的力的大小与电荷的积分差和有关。
另外，库仑定律也可以用来解释磁学现象，其中包括磁通量与磁密度的直接关系。
特别是，该定律解释了方向的磁密度是如何由电流的方向决定的。
电流产生的磁场可以通过库仑定律来解释，由于电流是由电子产生的，因此它具有相同的处理方法，而这会直接由库仑定
律决定。
总之，库仑定律是一个古老而又重要的物理定律，它可以用于研究电场、电电压、电流和其他电学现象，它也可以用来解释希格斯效应和磁学现象。
库仑定律揭示了两个电荷之间
施加的力的大小和方向，因此，它在电学和磁学上发挥着重要作用。
库仑分析原理与应用
5Fe2+ +MnO4- +8H+ = Mn2+ +5Fe3+ +4H2O 根据产生亚铁离子所消耗的电量，可确定溶液中剩余高 锰酸钾量，计算出水样的COD。
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电流效率
i样
i样
i样 i溶 i杂 i总
影响电流效率的因素：
（1）溶剂的电极反应； （2）溶液中杂质的电解反应； （3）水中溶解氧； （4）电解产物的再反应； （5）充电电容。
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选择内容
第一节 电解分析原理与应用 principle and applications of electrolytic analysis 第二节 库仑分析原理与应用 principle and applications of coulometric analysis 第三节 库仑滴定 coulometric titration
三、微库仑分析技术
microcoulometric analysis
装置：图 特点： 灵敏，快速，方便 原理与分析过程： （ 以电生Ag+为例：） 含Ag+底液的电位为E测， 设：偏压为E偏， 使: E测 = E偏 ， 则: △E = 0，
I电解 = 0， 体系处于平衡。
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1.分析过程描述
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一、库仑滴定──恒电流库仑分析
coulometric titration
1. 控制电流的电解过程
在特定的电解液中，以电极反应产物作为滴定剂（电生滴 定剂，相当于化学滴定中的标准溶液）与待测物质定量作用；
微库仑原理
微库仑原理微库仑原理是指微观尺度下的库仑力作用原理，它是描述微观粒子之间相互作用的基本规律。
在物理学中，微库仑原理被广泛应用于描述原子、分子、离子等微观粒子之间的相互作用，对于理解物质的性质和相互作用具有重要意义。
微库仑原理是由19世纪的物理学家库仑提出的，他发现了两个带电粒子之间的相互作用力与它们之间的距离成反比，与它们的电荷量成正比。
这一发现被称为库仑定律，描述了电荷之间的相互作用力。
在微观尺度下，原子核内的正电荷与电子云中的负电荷之间的相互作用也遵循着库仑定律。
微库仑原理在化学、材料科学、固体物理学等领域都有着重要的应用。
在化学中，原子核和电子之间的微库仑相互作用决定了化学键的形成和分子结构的稳定性。
在材料科学中，微库仑相互作用决定了材料的导电性、磁性和光学性质。
在固体物理学中，微库仑相互作用是理解晶体结构和晶格振动的重要基础。
除了在自然科学领域，微库仑原理也在生物医学领域有着重要的应用。
在生物体内，离子通道的开闭、神经传导、肌肉收缩等生物过程都受到微库仑相互作用的调控。
因此，对微库仑原理的深入理解有助于揭示生物体内许多重要的生理过程。
近年来，随着纳米科学和纳米技术的发展，微库仑原理在纳米材料和纳米器件的研究中也扮演着重要角色。
纳米材料的特殊性质往往与微观粒子之间的微库仑相互作用密切相关，因此对微库仑原理的研究对于开发新型纳米材料和纳米器件具有重要意义。
总之，微库仑原理是描述微观粒子之间相互作用的基本原理，它在自然科学、工程技术和生物医学等领域都有着广泛的应用。
对微库仑原理的深入理解不仅有助于揭示物质的基本性质，也为新材料和新技术的发展提供了重要的理论基础。
希望通过对微库仑原理的研究，可以推动科学技术的进步，为人类社会的发展做出更大的贡献。
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微库仑分析法的应用
摘要:
本文概述了微库仑分析法在在现代社会的用，重点在于用微库仑法测定样品中含有的微量的硫。
微库仑技术除了用于硫的测定外,也用于微量的水、碳、氮、氧、卤素、酸值、溴价等测定,微库仑法以其仪器成本低，操作简单、分析快速、灵敏度高等优点在军事、科研、石油化工、环境保护等部门得到了广泛应用。
微库仑法的原理：
微库仑法是根据电解产生滴定剂与被测物质反应，并随被测物质含量大小自动调节输入电流，由消耗的电量来确定物质含量的方法。
基本理论:
法拉第定律，
式中W 为物质的质量，Q 为电量，M 为分子量，n 为电子转移数，F 为法拉第常数，1F=96487C 。
由于微库仑法测量的是电量，因此电极反应的电流效率必须为100%
一、石油化工领域的应用
1.测定低硫柴油中硫含量：原理：用微量注射器将样品经硅橡胶隔板注入到通有载气(氩气)和助燃气(氧气)的裂解汽化段,在900℃时样品迅速燃烧汽化,样品中的硫转化为二氧化硫并随载气进入滴
定池同电解液中的碘离子发生反应,致使电解液中离子浓度降低,指示电极对这一变化信号输送给放大器,放大器又输出相应电流于电解电极对,由在阳极发生氧化反应产生的离子以补充消耗的离子。
计量补充消耗的碘离子()所需的电量,根据法拉第电解定律,可求出样品中硫含量。
仪器与设备：
LC-2型微库仑仪(洛阳)、数据处理系统(洛阳)、滴定池、搅拌器、轻油
石英管、自动进样器。
方法评价：
利用LC-2微库仑仪测定超低硫柴油中硫含量的分析方法,具有重复性好,分析快速,准确等优点,该法可以作为超低硫柴油产品的质量控制分析方法。
[1]2.测定液化石油气的总硫含量：方法原理：
试样在裂解管气化并与载气(氮气)混合进人燃烧段,在此与氧气混合,试样裂解氧化,硫转化为二氧化硫,随载气一并进人滴定池,与电解液中的三碘离子发生如下反应:
滴定池中三碘离子浓度降低,指示一参比电极对指示出这一变化并和给定的偏压相比较,然后将此信号输人微库仑仪放大器,经放大后输出电压加到电解电极,电极阳极处发生如下反应:被消耗的三碘离子得到补充,消耗的电量就是电解电流时间的积分,根据法拉第电解定律即
Fn
QM W =
∫
=
=idt
it Q -3
I -3I -3I -3I +
−−++→++H
2I 3SO O H SO I 3223
−−−+→e
2I I
33
可求出试样的硫含量。
文献数据表明：通过准确度和精密度测量结果,可以看出选择偏压140mV ,氧气流量30ml/min ，进样量2.0ml ，使液化石油气总硫含量10mg/kg 的样品测定，准确度较高，重复性较好。
[2]
二、在环境领域的应用
用微库仑法快速测定城市污水中的氨和总氮：
氮测定在水污染控制中是非常重要，因为氨，硝酸盐，亚硝酸盐及其他含氮化合物可以充当藻类和其他棘手的水生植物的养分。
废水中氮的含量范围可能小于0.1至几个PPM 和可能发生在废物处理和净化的各个阶段。
该装置中的加湿器是为了减少有机化合物催化剂的结焦率和保持CaO—Ca(OH)2在洗涤平衡中有效去除酸性化合物。
该方法用硝酸钾，硫酸铵水溶液实验的分析结果显示有很好的准确性和精确度，即使只有1ppm 的氮。
也能从各自的峰面积计算出测定值。
总结：
微库仑法具有快速、灵敏、准确的优点，取样量少，利用电子积分仪能方便的检测10-7
—10-11M 的电解物质。
目前常用的滴定池有银离子滴定池，碘滴定池，氢离子滴定池三种。
主要用于有机元素和石油化工生产过程中分析卤素、硫、氮、水等。
我国也开展了这方面的研究和仪器的试制工作，如;SKD-1和SKD-2型数字库仑滴定仪，可测原油中总硫、总氮、水等。
冯建国等试制的K-1型微库仑计用于水中超痕量的H 2S 的测定，检测下限为0.2ppb
参考文献：
[1]测定超低硫柴油产品中硫含量的微库仑分析法，徐冬梅，炼油与化工，2005，16，pp46[2]微库仑分析法测定液化石油气总硫含量的条件优化，裁颖娟,王玉海，石油化工应用，2009，28（3），P86~88
[3]Rapid Determination of Ammonia and Total Nitrogen in Municipal Wastewater by Microcoulometry,D.K.Albert,R.L.Stoffer,and I.J.Oita ,Anal.Chem.,1969,41(11),pp 1500–1504
2
n。