仪器分析（含实验） 《仪器分析实验》 实检30库它分桥花 Coulometry 编写日期：2000年11月
编写日期：2000年11月 《仪器分析实验》 实验30 库 仑 分 析 法 Coulometry 仪器分析(含实验)
一、基本原理 根据物质在电解过程中消耗的电量来确定物 质含量的分析方法，称为库仑分析法。分为： ①恒电流库仑滴定法一根据电解产生等物质 的量的滴定剂所消耗的电量来计算被测物的含量 的方法。 ②控制电位库仑分析法一根据电解完被测物 质所消耗的电量来计算被测物含量的方法。 编写日期：2000年11月
编写日期：2000年11月 根据物质在电解过程中消耗的电量来确定物 质含量的分析方法，称为库仑分析法。分为： ①恒电流库仑滴定法－根据电解产生等物质 的量的滴定剂所消耗的电量来计算被测物的含量 的方法。 ②控制电位库仑分析法－根据电解完被测物 质所消耗的电量来计算被测物含量的方法。 一、基本原理
二、定量依据一一法拉第电解定律 1.先决条件 (1)工作电极上除待测物质外，无其它任何 电极反应发生（无副反应) (2)电流效率必须100% 待测物所消耗电量 =100% 通过电解池的总电量 2.法拉第（Faraday)定律 ■库仑分析法的定量依据是法拉第(Faraday)定律 M M m= it nF nF 编写日期：2000年11月
编写日期：2000年11月 1. 先决条件 (1) 工作电极上除待测物质外，无其它任何 电极反应发生（无副反应） (2) 电流效率必须100% = = =100% 通过电解池的总电量 待测物所消耗电量 i s e Q Q 2. 法拉第（Faraday）定律 ◼ 库仑分析法的定量依据是法拉第（Faraday）定律 it nF M Q nF M m = = 二、定量依据－－法拉第电解定律
M M m- nF nF m 电解析出物质的质量(g) M一析出物质的摩尔质量（gmol1) n一电极反应中的电子转移数 F法拉第常数96485(cmo1) Q一通过电解池的电量 i—一通过电解池的电流强度(A) t 电解进行的时间(S) 编写日期：2000年11月
编写日期：2000年11月 m——电解析出物质的质量（g） M——析出物质的摩尔质量（g·mol -1 ） n——电极反应中的电子转移数 F——法拉第常数 96485（c ·mol-1） Q——通过电解池的电量 i——通过电解池的电流强度（A） t——电解进行的时间（S） it nF M Q nF M m = =
3.影响电流效率的因素 (库仑分析法的先决条件是电流效率为100%) (1)溶剂的电极反应 常用的溶剂是H2O,其电极反应主要是H+的还原 (阴极反应)和H2O的电解 2H20→4H+02+4e阳极反应 可控制工作电极电位和溶液pH值，防止H2或O2在 电极上析出 编写日期：2000年11月
编写日期：2000年11月 （1）溶剂的电极反应 常用的溶剂是H2O，其电极反应主要是H+的还原 （阴极反应）和H2O的电解 2 H2O→4 H++O2+4e- 阳极反应 可控制工作电极电位和溶液pH值，防止H2或O2在 电极上析出 3. 影响电流效率的因素 （库仑分析法的先决条件是电流效率为100%）
(2)电活性物质在电极上的反应 。 溶剂或试剂中微量易氧化或还原杂质在电极上反 应影响电流效率 ● 可用纯溶剂作空白加以校正消除，或进行预电解 除去杂质 (3)可溶性气体的电极反应 ·只要是溶解的O2,它易在阴极上还原为H2O或 H2O2,可通过惰性气体(N2)数分钟除去，或在 惰性气氛中电解 编写日期：2000年11月
编写日期：2000年11月 （2）电活性物质在电极上的反应 • 溶剂或试剂中微量易氧化或还原杂质在电极上反 应影响电流效率 • 可用纯溶剂作空白加以校正消除，或进行预电解 除去杂质 （3）可溶性气体的电极反应 • 只要是溶解的O2，它易在阴极上还原为H2O或 H2O2，可通过惰性气体（N2）数分钟除去，或在 惰性气氛中电解
(4)电极自身参与反应 ·电极本身在电解液中溶解。防止方法：采用惰性电极 或其它材料作电极 (5)电解产物的再反应 ·常见的是两个电极上的电解产物相互反应或一个电极 上的反应产物又在另一个电极上反应 ·防止方法：是选择合适的电解液或电极，或采用隔膜 将阴阳极隔开，或将辅助电极置于另一容器内用盐桥 相连接 (6)共存离子的电解 把共存离子预先进行分离 编写日期：2000年11月
编写日期：2000年11月 （4）电极自身参与反应 • 电极本身在电解液中溶解。防止方法：采用惰性电极 或其它材料作电极 （5）电解产物的再反应 • 常见的是两个电极上的电解产物相互反应或一个电极 上的反应产物又在另一个电极上反应 • 防止方法: 是选择合适的电解液或电极，或采用隔膜 将阴阳极隔开，或将辅助电极置于另一容器内用盐桥 相连接 （6）共存离子的电解 • 把共存离子预先进行分离
三、恒电流库仑滴定法一库仑滴定法 1.原理： 以100%的电流效率，电解溶液中的某一物质产生滴 定剂，它与被测物进行定量化学反应，借指示剂的颜色 变化或电位、电流的突变指示终点。库仑滴定电路分为 工作电路（恒电流源及时间指示）和指示电路（外加一 个小电压的电解装置及终点显示)。 与容量分析比较 容量分析 库仑滴定 标准溶液 配制标定 恒电流仪 计量器 滴定管 计时器 执行器 活塞 开头 终点确定 指示剂 指示剂、电位或电流突跃 编写日期：2000年11月
编写日期：2000年11月 三、恒电流库仑滴定法－库仑滴定法 容量分析 库仑滴定 标准溶液 配制标定 恒电流仪 计量器 滴定管 计时器 执行器 活塞 开头 终点确定 指示剂 指示剂、电位或电流突跃 以100％的电流效率，电解溶液中的某一物质产生滴 定剂，它与被测物进行定量化学反应，借指示剂的颜色 变化或电位、电流的突变指示终点。库仑滴定电路分为 工作电路（恒电流源及时间指示）和指示电路（外加一 个小电压的电解装置及终点显示）。 与容量分析比较 1. 原理：
2库仑滴定装置 EI M 库仑滴定的装置 T:电钟； R:标准电阻； M:电磁搅拌器； V:恒电流电源； R2:高电阻； ROT:电位计； G:检流计； EI:终点指示； K:开关； e:指示电极 编写日期：2000年11月
编写日期：2000 年11 月 2. 库仑滴定装置
3.库仑滴定法的特点 (1)由于库仑滴定法所用的滴定剂是由电解产生的， 边产生边滴定，有可能使用不稳定的滴定剂，如： Cl2、Br2Cu+等，扩大了容量分析的应用范围 (2)能用于常量组分及微量物质的分析。准确度高， 灵敏度高 (3)不需标准物质 (4)分析速度快，仪器设备简单，价格便宜，应用广 泛，已广泛应用在环保、石油、冶金等方面，适 用于普通容量分析的各类滴定法。可测定各种酸、 碱、C、Br、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+、 AsⅢ)、Sb(Ⅲ)、H2C2O4、Fe(IⅡ)、Fe(Ⅲ)、 Cr(Ⅱ)人I03HzS、S2032等 编写日期2000年1月
编写日期：2000年11月 3. 库仑滴定法的特点 (1) 由于库仑滴定法所用的滴定剂是由电解产生的， 边产生边滴定，有可能使用不稳定的滴定剂，如： Cl2、Br2、Cu+等，扩大了容量分析的应用范围 (2) 能用于常量组分及微量物质的分析。准确度高， 灵敏度高 (3) 不需标准物质 (4) 分析速度快，仪器设备简单，价格便宜，应用广 泛，已广泛应用在环保、石油、冶金等方面，适 用于普通容量分析的各类滴定法。可测定各种酸、 碱、Cl-、Br -、I -、Ca2+ 、Cu 2+ 、Zn 2+ 、Pb 2+ 、 As(Ⅲ)、Sb( Ⅲ)、H2C2O4、Fe(Ⅱ)、Fe( Ⅲ)、 Cr(Ⅱ)、IO3 -、H2S、S2O3 2-等