庫侖分析法測量砷

庫侖分析法測量砷第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、熟悉庫侖法的基本原理和特點(diǎn)2、掌握庫侖儀的使用方法第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月一、庫侖分析基本原理根據(jù)待測物質(zhì)在電解過程中所消耗的電量來求得該物質(zhì)的方法稱為庫侖分析法或電量分析法它分為控制電流庫侖滴定法—控制電流電解控制電位庫侖分析法—控制電位電解第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)法拉第電解定律

1.先決條件

(1)工作電極上除待測物質(zhì)外，無其它任何電極反應(yīng)發(fā)生（無副反應(yīng)）

(2)電流效率必須100%2.法拉第（Faraday）定律庫侖分析法的定量依據(jù)是法拉第（Faraday）定律第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月m——電解析出物質(zhì)的質(zhì)量（g）M——析出物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（g·mol-1

）n——電極反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)F——法拉第常數(shù)96485（c·mol-1）Q——通過電解池的電量i——通過電解池的電流強(qiáng)度（A）t——電解進(jìn)行的時間（S）第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）溶劑的電極反應(yīng)常用的溶劑是H2O，其電極反應(yīng)主要是H+的還原（陰極反應(yīng)）和H2O的電解

2H2O→4H++O2+4e-

陽極反應(yīng)可控制工作電極電位和溶液pH值，防止H2或O2在電極上析出(二)影響電流效率的因素（庫侖分析法的先決條件是電流效率為100%）第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）電活性物質(zhì)在電極上的反應(yīng)溶劑或試劑中微量易氧化或還原雜質(zhì)在電極上反應(yīng)影響電流效率可用純?nèi)軇┳骺瞻准右孕Ｕ?，或進(jìn)行預(yù)電解除去雜質(zhì)（3）可溶性氣體的電極反應(yīng)只要是溶解的O2，它易在陰極上還原為H2O或H2O2，可通過惰性氣體（N2）數(shù)分鐘除去，或在惰性氣氛中電解第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）電極自身參與反應(yīng)電極本身在電解液中溶解。防止方法：采用惰性電極或其它材料作電極（5）電解產(chǎn)物的再反應(yīng)常見的是兩個電極上的電解產(chǎn)物相互反應(yīng)或一個電極上的反應(yīng)產(chǎn)物又在另一個電極上反應(yīng)防止方法:是選擇合適的電解液或電極，或采用隔膜將陰陽極隔開，或?qū)⑤o助電極置于另一容器內(nèi)用鹽橋相連接（6）共存離子的電解把共存離子預(yù)先進(jìn)行分離第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月采用較高純度的試劑和溶劑，設(shè)法避免電極上副反應(yīng)的發(fā)生，才能保證電流效率達(dá)到100%或接近100%第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月二、庫侖滴定法（恒電流庫侖滴定法）建立在控制電流電解過程上的庫侖分析法電解池電極反應(yīng)產(chǎn)生“滴定劑”，與待測物恒定電流定量反應(yīng)完全指示終點(diǎn)到達(dá)，停止電解據(jù)消耗Q，計(jì)算m待第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）儀器裝置電解發(fā)生系統(tǒng)——提供一個恒電流，產(chǎn)生“滴定劑”，并記錄電解時間終點(diǎn)指示系統(tǒng)——指示滴定終點(diǎn)終點(diǎn)指示系統(tǒng)電解發(fā)生系統(tǒng)第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1.恒電流電源(串聯(lián)的干電池和蓄電池等)供給1~20mA的工作電流，一般不超過100mA

可用電鐘或停表或電子計(jì)時器，庫侖滴定中，計(jì)時的準(zhǔn)確度影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，為減小計(jì)時相對誤差，可采用較長的滴定時間。一般為100~200s。2.計(jì)時裝置第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月3.庫侖池（也稱電解池或滴定池）電解產(chǎn)生“滴定劑”和進(jìn)行滴定反應(yīng)的裝置圖中1為工作電極——產(chǎn)生滴定劑的電極（Pt工作電極）圖中2為輔助電極——為避免在滴定過程中產(chǎn)生干擾，通常用玻璃套管與工作電極隔開4.指示裝置圖中3，4及與之連接的電路為指示終點(diǎn)的裝置。G為檢流計(jì)第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）指示終點(diǎn)的方法1.指示劑法庫侖分析中所使用的指示劑如甲基橙、酚酞、百里酚酞、I2-淀粉等，要求所用的指示劑不起電極反應(yīng)以測定肼為例：在試液中加入大量輔助電解質(zhì)KBr，并加幾滴甲基橙電解時的電極反應(yīng)為：Pt陰極2H++e-→H2Pt陽極2Br-→Br2+2e-

電極上產(chǎn)生的Br2與溶液中的肼起反應(yīng)

NH2-NH2+2Br2=N2+4HBr當(dāng)試液中的肼反應(yīng)完全后，過量的Br2使甲基橙褪色指示終點(diǎn)，停止電解第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電位法

與電位滴定相同，庫侖滴定也用電位法來指示滴定終點(diǎn)，在電解池中，另配指示電極與參比電極作為指示系統(tǒng)在電解池中插入兩個Pt電極作指示電極，并在這兩個電極上加一個（50~200mV）的小恒電壓，在線路中串聯(lián)一個靈敏的檢流計(jì)G，滴定到達(dá)終點(diǎn)時，由于溶液中形成一對可逆電對或一對可逆電對消失，使鉑電極的電流發(fā)生變化或停止變化，指示終點(diǎn)到達(dá)，這種指示終點(diǎn)的辦法稱為死停終點(diǎn)法3.死停終點(diǎn)法第16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月例：測定AsO33-含量時，可以在0.1mol·L-1NaHCO3介質(zhì)，0.2mol·L-1KI輔助電解質(zhì)中，電解產(chǎn)生的I2滴定劑滴定AsO33-，兩個工作電極都是Pt電極電極反應(yīng)為：陰極

2H++2e-=H2

陽極

2Br-=Br2+2e–

電生的I2立即與溶液中的AsO33-反應(yīng)

AsO33-+I2+H2O=AsO43-+2I-+

2H+

計(jì)量點(diǎn)前，溶液中只有Br-

而不存在Br2，只有可逆電對的一種狀態(tài)，指示線路中無電流通過，檢流計(jì)的光點(diǎn)停在零點(diǎn)（溶液中AsO43-/AsO33-

為不可逆電對，有過電位）第17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)AsO33-反應(yīng)完畢，溶液中有剩余I2則產(chǎn)生I2/I-可逆電對，所加小電壓可使Ｉ–和I2在指示電極上發(fā)生電極反應(yīng)指示陰極Ｉ2+2e–→2Ｉ-

指示陽極2Ｉ-→Ｉ2+2e–

檢流計(jì)上有電流通過，檢流計(jì)光點(diǎn)突然有較大的偏轉(zhuǎn)，而指示終點(diǎn)到達(dá)死停終點(diǎn)法常用于氧化還原滴定體系，特別是以電生鹵素為滴定劑的庫侖滴定中應(yīng)用最廣第18頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）庫侖滴定法的特點(diǎn)及應(yīng)用1.由于庫侖滴定法所用的滴定劑是由電解產(chǎn)生的，邊產(chǎn)生邊滴定，有可能使用不穩(wěn)定的滴定劑。如：Cl2、Br2、Cu+等，擴(kuò)大了容量分析的應(yīng)用范圍2.能用于常量組分及微量物質(zhì)的分析。準(zhǔn)確度高，靈敏度高3.不需標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)4.分析速度快，儀器設(shè)備簡單，價格便宜應(yīng)用廣泛，已廣泛應(yīng)用在環(huán)保、石油、冶金等方面，適用于普通容量分析的各類滴定法?？蓽y定各種