实验49-库仑滴定法测定维生素C药片中抗坏血酸含量(新)-附件

库仑计
（1）氢氧库仑计 (电解水)
1F电量产生氢气11200 mL； 氧气 5600 mL。
共产生 16800 mL气体。
（2）库仑式库仑计
电解硫酸铜水溶液。 电解结束后，反向恒电流电解， 沉积的Cu全部反应: Q = i t
（3）电子积分库仑计
气体 电解液
三、 电流效率与影响电流效率的因素
W QM Fn
式中：M 为物质的摩尔质量（g），Q 为电量（1库仑=1安培×1秒），F
为法拉第常数（1F=96487库仑），n(或z)为电极反应中转移的电子数。
2.装置与过程
(1) 预电解,消除电活性杂质。 通 N2 除氧。预电解达到背景 电流,不接通库仑计。
(2) 将一定体积的试样溶液加 入到电解池中，接通库仑计电 解。当电解电流降低到背景电 流时，停止。由库仑计记录的 电量计算待测物质的含量。
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。
四、恒电位库仑分析
定义：在电解过程中，控制工作电极的电位保持恒定值， 使被测物质以100%的电流效率进行电解。
流很小），可逆体系在很小的电压下就产生明
t
I2滴定As(Ⅲ)的双铂电极电流曲线
显电流。
双铂电极上电流曲线变化如图所示，电流在终 点后明显上升。
双铂极电流指示法
当体系：可逆电对（终点前）→不 i 可逆电对（终点后），电流曲线变 化则出现相反情况；
Ce4+滴定Fe2+体系：可逆电对（终
i
点前）→可逆电对（终点后），则
事项、思考题等） ♦ 八、预习要求
一、库仑分析原理与过程
库仑分析法：电极反应-电量-物质量相互关系； 库仑分析法的理论基础：法拉第电解定律； 基本要求：电极反应单纯，电流效率100%。
1. 法拉第电解定律
法拉第第一定律:
物质在电极上析出产物的质量W（或 m） 与通过电解池的电量Q 成
正比。
法拉第第二定律:
双铂极电流指示法
在电解池中插入一对铂电极做指示电极，加上
一个很小的直流电压（50-200mV，见库仑滴定 i
装置图）。
如恒电流电解KI溶液产生I2来测定As(Ⅲ)，终点 前是As(Ⅴ)/As(Ⅲ)不可逆电对，终点后是I3-/I-可 逆电对。两种体系的极化曲线（即电流随外加
终点
电压而改变的曲线）明显不同。 不可逆体系电流曲线通过横轴是不连续的（电
如何判断滴定反应的终点？
1、化学指示剂法：容量分析中使用的化学指示剂，只要 体系合适，仍可使用，如恒电流电解 KI 溶液产生 I2 来测 定 As(Ⅲ)，淀粉可作为很好的指示剂。
2、电位法：在电解池中插入指示电极和参比电极，由滴 定过程中电极电位的突跃来指示终点的到达。
3、双铂电极电流指示法：又称为永停法。
库仑滴定装置
如何保证恒电流的100%的电流效率？
加入一个适合的辅助体系
1.滴定时Fe2+变为Fe3+，如果电位不准确控制，这个滴定反应的电流效 率不会是100%。
2.当一个固定电流流过电解池时，由Fe2+传输的电流会迅速下降，因 此外加电压就要加大，阳极电位就要正移，此时阳极上O2就会析出。
实验名称：库仑滴定法测定维生素C药片中的抗 坏血酸含量
实验学时：5 实验类型：基础性实验
主讲教师：朱 芳
联系方式：ceszhuf@mail.sysu.edu.cn
内容
♦ 一、库仑分析原理与过程 ♦ 二、电量的确定 ♦ 三、电流效率与影响电流效率的因素 ♦ 四、恒电位库仑分析 ♦ 五、恒电流库仑分析（库仑滴定） ♦ 六、应用实例及研究进展 ♦ 七、实验部分（包括实验目的、内容、原理、注意
3.如果在电解液中加入浓度较大的Ce3+离子作为一个辅助体系。当Fe2+ 阳极氧化电流降低时，Ce3+氧化到Ce4+，提供阳极电流。溶液中生成 的Ce4+ 能立即同Fe2+发生化学计量反应，本身又被还原到Ce4+，这样 就可以使阳极电位稳定在水电解电位以下，而防止氧的析出，达到了 所需要的电流。
电解产生的Fe2+进行恒电流库仑滴定； 根据电解产生Fe2+所消耗的电量可知道溶液中剩余的
MnO4-离子的量。
六、应用举例及研究进展
1. 王征帆, 杨艳丽.恒电流库仑分析法在水果VC 含量测定
中的应用. 安徽农业科学，2008, 36(10): 3941-3942
2.俞洁敏,傅晓航,李成平. 库仑滴定法测定Vitamin C片及黄
出现如图所示的电流变化。
终点
t
终点
t
六、应用举例及研究进展
1.Karl Fish法测微量水 由吡啶，碘，二氧化硫和甲醇组成
I2 + SO2+ 2H2O →HI + H2SO4
↑
↑
电解产生 吡啶中和（中和HI酸）
加入甲醇可防止副反应发生。
六、应用举例及研究进展
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氧化所需的氧量； 一定量的高锰酸钾标准溶液与水样反应，剩余的KMnO4用
当电流处于零时，指示该物质已被电解完全。 电量的测定可通过在电路中串接一Hale Waihona Puke Baidu库仑计或采用电子积
分仪及作图求得。 （见二.电量的确定）
五、恒电流库仑分析（库仑滴定）
定义：库仑滴定是由电解产生的 滴定剂来滴定待测物质的一种电 化学分析法。
优点： 1、维持电流恒定，可大大缩短电解
时间； 2、电量测量很方便，Q=it； 难点： 1、如何保证100%的电流效率？ 2、如何指示反应的终点？
瓜、青椒中抗坏血酸的含量. 广东微量元素科学，2008,
15(4): 44-46
3.王征帆, 杨艳丽.恒电流库仑分析法测定蔬菜中的抗坏血
酸. 食品科学, 2008, 29(01): 241-243
二、电量的确定
恒电流库仑分析： Q= i t 恒阴极电位库仑分析：电流随时间衰减 时，作图法：
Q
0
i dt
t 0
i010kt
dt
i0 (110kt ) 2.303k
当t相当大时，10kt 可忽略，则：
Q i0 t 2.303k
以lgit 对t 作图，斜率 k；截距lg i0； 要求电流效率100%