● 电量的测量:
★ 重量库仑计――主要有银库仑计。结构如图3.7所示。以铂坩埚为阴极,银棒为阳极,用多孔瓷管把两极分开,坩埚内盛有1-2mol·L的AgNO3溶液。串联到电解回路上,电解时发生如下反应:
-1
阳极
阴极
电解结束后,称量坩埚的增重,由析出银的量算出所消耗的电量。 此外还有钼库仑计、铜库仑计、汞库仑计等。
库仑分析的方法
★ 气体库仑计――有氢氧和氮氧气体库仑计
氢氧库仑计如图3.8所示。装有0.5mol·LK2SO4溶液的电解管置于恒温水浴中,管下
方焊上两Pt片电极,串连到电解回路中,电解时,两Pt电极上分别析出H2和O2
-1
阳极
阴极
电解结束后,刻度管电解前后液面之差为电解析出H2和O2混合气体的体积。从电极反应式及气体定律可知,在标准状况(273K,760mmHg压力)下,通过每法拉第电量(96487库仑)可产生16800mL混合气体。(或每库仑可产生0.1741mL气体)。因此可算出电解所消耗的总电量。
★ 化学库仑计――也称滴定库仑计
其结构如图3.9所示,杯内盛0.03 mol·L 的KBr和0.2 mol·L 的K2SO4 。电解发生时,电极反应为:
-1
-1
阳极
阴极
电解结束时,用标准酸溶液滴定电解生成的OH的量,因而可算出消耗的总电量。
-
★ 电子积分仪――库仑分析中的电量为
采用电子线路积分总电量并直接从仪表中读出,甚为方便、准确。
此外,可用作图法求电量――控制电位库仑分析中的电流随时间而衰减的函数式为:
,则
当t较大时,kt>3,10
-kt
可以忽略
所以
而
电解中测定n对t、it数值,作
~t曲线,其斜率为-K,截距为 ,代入前式即可求得Q。
● 控制电位库仑分析法的特点和应用:
★ 该法是测量电量而非称量,所以可用于溶液中均相电极反应或电极反应析出物不易称量的测定,对有机物测定和生化分析及研究上有较独特的应用。
★ 分析的灵敏度、准确度都较高,用于微量甚至痕量分析,可测定
级的物质,误差可达0.1~0.5%。
★ 可用于电极过程及反应机理的研究,如测定反应的电子转移数、扩散系数等。
★ 仪器构造相对较为复杂,杂质及背景电流影响不易消除,电解时间较长。
库仑分析的方法
2. 控制电流库仑分析法--库仑滴定法
● 方法原理及装置
库仑滴定法是用恒定的电流通过电解池,以100%的电流效率电解产生一种物质(称为\电生滴定剂\)与被测物质进行定量反应,当反应到达化学
计量点时,由消耗的电量(it)算得被测物质的量。
可见,它与一般滴定分析方法的不同在于:滴定剂是由电生的,而不是由滴定管加入,其计量标准量为时间及电流(或Q),而不是一般滴定法
的标准溶液的浓度及体积。
库仑滴定法的装置除了电解池外,还需有恒电流源,计时器及终点指示装置。图3.10为其示意图。
● 指示终点的方法
★ 指示剂法――是简便、经济实用的方法。指示剂必须是在电解条件下的非电活性物质。指示剂的变色范围一般较宽,指示终点不够敏锐,故
误差较大。
★ 电位法――与电位滴定法指示终点的原理一样,选用合适的指示电极来指示滴定终点前后电位的突变,其滴定曲线可用电位(或pH)对电解
时间的关系表示。
★ 双指示电极(双Pt电极)电流指示法――也称永停(或死停)终点法,其装置如图3.11所示,在两支大小相同的Pt电极上加上一个50~200mV的小电压,并串连上灵敏检流计,这样只有在电解池中可逆电对的氧化态和原还态同时存在时,指示系统回路上才有电流通过,而电流的大小

