电导分析法库仑分析法课件.ppt

1、整理ppt第八章第八章 电导分析法电导分析法 库仑分析法库仑分析法整理ppt电导分析法电导分析法Conductometric Analysis整理ppt 电导分析法电导分析法（conductometry conductometry）是以测）是以测量溶液的量溶液的电导电导值为基础的分析方法。值为基础的分析方法。直接电导法直接电导法电导滴定法电导滴定法特点特点:灵敏度较高、分析方法简便、快速灵敏度较高、分析方法简便、快速整理ppt直接电导法直接电导法 是将试液放置于由固定是将试液放置于由固定电极和面积构成的电导池电极和面积构成的电导池中，通过测量溶液的电导中，通过测量溶液的电导（或电阻）以求得被测

2、物质（或电阻）以求得被测物质含量的方法。含量的方法。缺点：缺点：无选择性无选择性应用：应用：高纯水质分析高纯水质分析;酸雨监测酸雨监测;海水或土壤总盐量海水或土壤总盐量的测定；某些物理化学常数测定；离子色谱法检的测定；某些物理化学常数测定；离子色谱法检测器测器整理ppt电导滴定法电导滴定法 是通过测定滴定过程中溶液电导的变化来是通过测定滴定过程中溶液电导的变化来确定滴定终点的方法确定滴定终点的方法整理ppt1 1 基本原理基本原理一、电导和电导率一、电导和电导率 1.导体及其分类导体及其分类 第一类导体：电子导体第一类导体：电子导体第二类导体：离子导体或电解质导体第二类导体：离子导体或电解质导

3、体整理ppt 电子导体的导电能力一般比离子导电子导体的导电能力一般比离子导体要大得多，为方便起见，第一类导体要大得多，为方便起见，第一类导体采用电阻量度物体的导电能力、第体采用电阻量度物体的导电能力、第二类导体采用电阻的倒数（即电导）二类导体采用电阻的倒数（即电导）来表明其导电能力。来表明其导电能力。RG1 第一类导体和第二类导体符合第一类导体和第二类导体符合欧姆定律。欧姆定律。整理ppt 欧姆定律欧姆定律AlR2.2.电导和电导率电导和电导率lAG电导率电导率的物理意义：的物理意义：两电极板为单位面积两电极板为单位面积(1cm)(1cm)，距离为，距离为单位长度单位长度(1cm)(1cm)时

4、电解质溶液的电导。时电解质溶液的电导。G=/电导电导:单位：西门子单位：西门子 S，1S=1-1电导率电导率：电阻率的倒数电阻率的倒数 单位：单位：S m-1整理ppt3.3.影响电导率的因素影响电导率的因素电解质溶液的性质电解质溶液的性质电解质溶液的浓度：浓度增大电解质溶液的浓度：浓度增大温度：温度升高温度：温度升高,离子迁移速度加快离子迁移速度加快,增大增大 电导法要求恒温条件下进行电导法要求恒温条件下进行组成电离度离子电荷数离子迁移速度单位体积离子数目单位体积离子数目 增加增加,增大增大离子间相互作用加离子间相互作用加 强强,离子迁移速离子迁移速 度变慢度变慢,减小减小整理ppt二、摩尔

5、电导二、摩尔电导 1.1.含义含义 在间隔为在间隔为1cm的两块平行的大面积电极之间含的两块平行的大面积电极之间含有有1 mol的电解质溶液时该体系所具有的电导，称该的电解质溶液时该体系所具有的电导，称该溶液的摩尔电导，用符号为溶液的摩尔电导，用符号为m表示表示.2.2.计算公式计算公式 设浓度为设浓度为C molL-1体积为体积为Vcm3电解质电解质l mol,则则 m=V m=1000 /C m的单位是的单位是Scm2mol-1整理ppt 3.3.影响因素影响因素 电解质溶液的性质电解质溶液的性质电解质溶液的浓度电解质溶液的浓度温度：温度升高温度：温度升高,增大增大溶液摩尔电导与浓度关系溶

6、液摩尔电导与浓度关系整理ppt不同浓度、不同类型电解质导电能力的比较。不同浓度、不同类型电解质导电能力的比较。摩尔电导率可用于不同类型电解质摩尔电导率可用于不同类型电解质导电能力的比较，但在使用摩尔电导电能力的比较，但在使用摩尔电导率应表明物质的基本单元，如：导率应表明物质的基本单元，如：1 1mol（KCl）1 1mol（1/2CuSO4）进行导电能力比较时，基本单元进行导电能力比较时，基本单元的荷电量应该相同的荷电量应该相同整理ppt三、三、无限稀释无限稀释摩尔电导摩尔电导从从=1000 /C 可知可知,C 减小减小,增大增大,当浓度小到一定程当浓度小到一定程度（无限稀释）时度（无限稀释）

7、时,其值达到恒定其值达到恒定1.1.定义定义 无限稀释时溶液的摩尔电导，称极限摩尔无限稀释时溶液的摩尔电导，称极限摩尔电导，用电导，用 表示。表示。2.2.离子独立运动定律离子独立运动定律 在无限稀释时在无限稀释时,所有电解质全部电离，而且离所有电解质全部电离，而且离子间一切相互作用力均可忽略，因此离子在一定子间一切相互作用力均可忽略，因此离子在一定电场作用下的迁移速度只取决于该离子的本性而电场作用下的迁移速度只取决于该离子的本性而与共存的其它离子的性质无关。与共存的其它离子的性质无关。m,0整理ppt几点讨论：几点讨论：由于无限稀释时离子间一切作用力均可忽略由于无限稀释时离子间一切作用力均可

8、忽略,所以电所以电解质的摩尔电导应是正负离子单独对电导所提供的解质的摩尔电导应是正负离子单独对电导所提供的贡献贡献离子摩尔电导的简单加和值离子摩尔电导的简单加和值 任一种离子在指定温度下任一种离子在指定温度下 为定值。为定值。,0,0,0 m,0,0,0 mm,0整理ppt阳离子阳离子 0 0/(/(Scm2mol-1)阴离子阴离子 0 0/(/(Scm2mol-1)H H+349.82349.82OHOH-197.6197.6LiLi+38.6938.69ClCl-76.3476.34NaNa+50.1150.11NONO3 3-71.4471.44AgAg+61.961.9HCOHCO3

9、3-44.4844.48K K+73.5273.52IOIO3 3-4141NHNH4 4+73.473.4 CHCH3 3COOCOO-40.940.9TlTl+74.774.7 C C6 6H H5 5COOCOO-32.332.3BaBa2+2+63.6463.64COCO3 32-2-69.369.3CaCa2+2+59.559.5 CC2 2O O4 42-2-74.274.2MgMg2+2+53.0653.06SOSO4 42-2-79.879.8整理pptmolmSHm/108.34924)(,0例子：计算例子：计算2525时纯水的电导率时纯水的电导率molmSOHm/100.1

10、9824)(,0整理ppt电解质溶液的电导与浓度的关系电解质溶液的电导与浓度的关系cBAcDTDTcAmmmmmm)()(5.82)(1020.82/12/35D:介电常数介电常数:介质的黏度介质的黏度T:绝对温度绝对温度A，B为与电解质价型有关的常数为与电解质价型有关的常数整理ppt二、电导的测量二、电导的测量 实际上是测电阻，电导测量系统由电导池和电导仪实际上是测电阻，电导测量系统由电导池和电导仪组成组成1.1.电导池电导池铂电极：铂片。面积，距离固定。铂电极：铂片。面积，距离固定。光亮铂电极：电导低的电光亮铂电极：电导低的电解质溶液解质溶液 铂黑电极铂黑电极:表面覆盖一层表面覆盖一层细小

11、铂粒细小铂粒,表面积大，电流密度小，表面积大，电流密度小，减小极化；用于电导大的电解质减小极化；用于电导大的电解质溶液溶液 整理pptGkR 电导池常数电导池常数：A电极面积电极面积;l 电极间距；电极间距；单位为单位为cm-1 由标准由标准KCl溶液的电导率溶液的电导率(查表查表)确定电导率确定电导率和和电导池常数电导池常数Al整理ppt2.2.测量电源和电路测量电源和电路 交流电源；交流电源；可以减小极化引起的误差（直流电通过电解质溶可以减小极化引起的误差（直流电通过电解质溶液时发生电解作用而且产生极化，使溶液组分浓度发生改变，液时发生电解作用而且产生极化，使溶液组分浓度发生改变，引起电导

12、测定的严重误差，同时产生反电动势，影响测定引起电导测定的严重误差，同时产生反电动势，影响测定常见电导仪的测量电路可分为常见电导仪的测量电路可分为电桥平衡式电桥平衡式和和分压式分压式两种两种610V,50Hz的交流电源，如果溶液的电导的交流电源，如果溶液的电导较大较大,采用采用10002500Hz高频电源高频电源整理ppt（1 1）电桥平衡式）电桥平衡式 电导池、震荡器和交流放大器电导池、震荡器和交流放大器213RRRRx整理ppt（2 2）分压式）分压式 目前实验室广泛采用（直读式电导仪）目前实验室广泛采用（直读式电导仪）交流电压；交流电压；电导池电阻；电导池电阻；量程电阻；量程电阻；为为 两

13、端的分压两端的分压RxRmRmEEmEEmRmRmRx整理ppt三、直接电导法的应用三、直接电导法的应用 溶液的电导具有加和性，它与溶液中所有的溶液的电导具有加和性，它与溶液中所有的离子有关，即溶液中所有的离子都参与导电，离子有关，即溶液中所有的离子都参与导电，因此，溶液导电性的测定是非特异性的。因此，溶液导电性的测定是非特异性的。电导法只能用于测定离子总量或用于分析单纯物电导法只能用于测定离子总量或用于分析单纯物质质整理ppt 1.1.水质监测水质监测 水的纯度取决于水中可溶性电解质的含量。水的纯度取决于水中可溶性电解质的含量。通过测定电导率可以鉴定水的纯度。并可以电导通过测定电导率可以鉴定

14、水的纯度。并可以电导率作为水质标准率作为水质标准 cmS cm-10.010.111010010k100k1000k超纯水蒸馏水好水源0.05%NaCl海水30%H2SO4整理ppt 2.2.水中溶解氧的测定水中溶解氧的测定 3.3.大气中有害气体的测定大气中有害气体的测定 4.4.色谱电导检测器色谱电导检测器2Tl+21O2 2Tl+2OH-HSO3-SO2 H2O H2SO3 H+2H+SO32-整理ppt四、电导滴定法简介四、电导滴定法简介电导滴定原理：电导滴定原理：滴定过程溶液电导率的改变，化学计量点出现突跃；滴定过程溶液电导率的改变，化学计量点出现突跃；酸碱滴定曲线：酸碱滴定曲线：电

15、导滴定常用于稀酸、弱酸、电导滴定常用于稀酸、弱酸、混合酸等的测定。混合酸等的测定。整理ppt电导滴定测定稀酸、弱酸、电导滴定测定稀酸、弱酸、混合酸时的滴定曲线形状。混合酸时的滴定曲线形状。整理ppt电导滴定过程中，由于滴定剂的加入而使溶液电导滴定过程中，由于滴定剂的加入而使溶液不断稀释，为了减小稀释效应的影响和提高方不断稀释，为了减小稀释效应的影响和提高方法的准确度，应使用浓度较大的滴定剂，一般法的准确度，应使用浓度较大的滴定剂，一般是十倍于被滴液的浓度是十倍于被滴液的浓度 酸碱电导滴定的主要特点是能用于滴定极弱的酸碱电导滴定的主要特点是能用于滴定极弱的酸或碱（酸或碱（K=10-10），如硼酸

16、、苯酚、对苯二酚），如硼酸、苯酚、对苯二酚等，并能用于滴定弱酸盐或弱碱盐以及强、弱等，并能用于滴定弱酸盐或弱碱盐以及强、弱混合酸而这在普通滴定分析或电位滴定中都混合酸而这在普通滴定分析或电位滴定中都是无法进行的是无法进行的电导滴定过程中电导滴定过程中,被测溶液的温度要保持恒定。被测溶液的温度要保持恒定。注意几个问题：注意几个问题：整理ppt库仑分析法库仑分析法Coulometry Analysis整理ppt 库仑分析库仑分析 法法（coulometry）定义定义:测定电解过程中通过电解池的电量，按法拉测定电解过程中通过电解池的电量，按法拉利定律求出待测物质含量的分析方法。是在电解基利定律求出待

17、测物质含量的分析方法。是在电解基础上发展起来的电化学分析方法。础上发展起来的电化学分析方法。分类：分类：控制电位库仑分析法（也称库仑分析法或直控制电位库仑分析法（也称库仑分析法或直接库仑法）；恒电流库仑分析法（也称库仑滴定法）接库仑法）；恒电流库仑分析法（也称库仑滴定法）条件：条件：电流效率等于电流效率等于100%（电解时工作电极上只发（电解时工作电极上只发生单纯的待测物质的电极反应，不发生其他物质的生单纯的待测物质的电极反应，不发生其他物质的反应）反应）整理ppt.电解：电解：当直流电通过某种电解质溶液时，电当直流电通过某种电解质溶液时，电极与溶液界面发生化学变化，引起溶液极与溶液界面发生化

18、学变化，引起溶液中物质分解，这种现象称为中物质分解，这种现象称为电解电解。一、电解基础知识一、电解基础知识整理ppt（一）、基本原理（一）、基本原理 （1 1）电解装置与电解过程）电解装置与电解过程两类电池：两类电池：原电池原电池：正极：正极(阴极阴极)、负极、负极(阳极阳极)；电解电池电解电池：正极：正极(阳极阳极)、负极、负极(阴极阴极)；整理ppt整理ppt电解装置电解装置电解电池：电解电池：正极正极(阳极阳极)负极负极(阴极阴极)整理ppt整理ppt电解过程电解过程(电解硫酸铜溶液电解硫酸铜溶液)当逐渐增加电压，达到一定值后，当逐渐增加电压，达到一定值后，电解池中发生了如下反应：电解池

19、中发生了如下反应：阴极反应：阴极反应：Cu2+2e Cu 阳极反应：阳极反应：2H2O O2 +4H+4e电池反应：电池反应：2Cu2+2H2O=2Cu+O2+4H+)V(22.1OHHOlg4059.0229.1)O/HO()V(307.0Culg2059.0337.0)Cu/Cu(22422222EE电池电动势为：电池电动势为：E=0.307-1.22=-0.91(V)整理ppt在铂电极上电解硫酸铜在铂电极上电解硫酸铜溶液。当外加电压较小时，溶液。当外加电压较小时，不能引起电极反应，几乎不能引起电极反应，几乎没有电流或只有很小电流没有电流或只有很小电流通过电解池。如继续增大通过电解池。如继

20、续增大外加电压，电流略为增加，外加电压，电流略为增加，直到外加电压增加至某一直到外加电压增加至某一数值后，通过电解池的电数值后，通过电解池的电流明显变大。这时的电极流明显变大。这时的电极电位称析出电位电位称析出电位(E析析)，电池上的电压称分解电压电池上的电压称分解电压(U分分)。1.1.分解电压与析出电位分解电压与析出电位整理ppt分解电压分解电压是指被电解物质在两电极上产生迅速的、是指被电解物质在两电极上产生迅速的、连续不断的电极反应所需的最小的外加电压。连续不断的电极反应所需的最小的外加电压。电解时产生了一个极性与电解池相反的原电池电解时产生了一个极性与电解池相反的原电池,其电动势称为其

21、电动势称为“反电动势反电动势”（E反反）。因比，要使电）。因比，要使电解顺利进行，首先要克服这个反电动势。解顺利进行，首先要克服这个反电动势。理论分解电压理论分解电压U分分为为：U分分=E反反 U外外-U分分=iR 整理ppt 析出电位析出电位是指物质在阴极上产生迅速的、连续是指物质在阴极上产生迅速的、连续不断的电极反应而被还原析出所需的不断的电极反应而被还原析出所需的最正的阴极电最正的阴极电位位，或在阳极上被氧化时所需的，或在阳极上被氧化时所需的最负的阳极电位最负的阳极电位。要使某一物质在阴极上析出，产生迅速的、连续要使某一物质在阴极上析出，产生迅速的、连续不断的电极反应，不断的电极反应，阴

22、极电位必须比析出电位为负阴极电位必须比析出电位为负；如在阳极上氧化析出，则如在阳极上氧化析出，则阳极电位必须比析出电位阳极电位必须比析出电位更正更正。整理ppt在阴极上，析出电位愈在阴极上，析出电位愈正正者，愈易者，愈易还还原原；在阳极上，析出电位愈在阳极上，析出电位愈负负者，愈易者，愈易氧氧化化。整理ppt分分解电压对整个电解池而言；解电压对整个电解池而言；析出电位是对某一电极而言。析出电位是对某一电极而言。对可逆电极过对可逆电极过程来说，分解电压与析出电位关系为：程来说，分解电压与析出电位关系为：U分分=E析（阳）析（阳）-E析（阴）析（阴）整理ppt1.1.理论分解电压理论分解电压 根据

23、能斯特方程计算，使反应进行根据能斯特方程计算，使反应进行,需要提供的最小外加电压（需要提供的最小外加电压（D点）点）。2.2.实际分解电压（析出电位）实际分解电压（析出电位）实际开始发生电解反应时的电压，实际开始发生电解反应时的电压，其值大于理论分解电压（其值大于理论分解电压（D点）。点）。3.3.产生差别的原因产生差别的原因 超电位（超电位（）、电解回路的电压降（）、电解回路的电压降（iRiR）的存在。则外）的存在。则外加电压应为：加电压应为：E E外外 =（E E阳阳 +阳阳）-（E E阴阴 +阴阴）+iRiR 理论分解电压小于实际分解电压的原因是由于超电位的存在，但超电位是如何产生的呢？

24、整理ppt2.2.极化作用和超电位极化作用和超电位平衡电位：平衡电位：电极上无电流通过时。电极处于平衡状态，电极上无电流通过时。电极处于平衡状态，与之相应的电极电位称为平衡电位。而当有电流通与之相应的电极电位称为平衡电位。而当有电流通过电极时，电极电位不等于平衡电位。过电极时，电极电位不等于平衡电位。极化：极化：因有电流通过电极，而使电极的实际电极电位因有电流通过电极，而使电极的实际电极电位偏离平衡电位的现象。偏离平衡电位的现象。超电位：超电位：实际电位与平衡电位之差实际电位与平衡电位之差。整理ppt 产生超电位的原因：产生超电位的原因：电极极化电极极化 电极极化：电极极化：电解时，电极上有电

25、解时，电极上有净电流流过时净电流流过时，电极电位偏离其平电极电位偏离其平衡电位的现象。衡电位的现象。浓差极化：浓差极化：电流流过电极，电流流过电极，表面形成浓度梯度。使正极电位增表面形成浓度梯度。使正极电位增大，负极电位减小。大，负极电位减小。减小浓差极化的方法：减小浓差极化的方法：a.a.减小电流，增加电极面积；减小电流，增加电极面积；b.b.搅拌，有利于扩散搅拌，有利于扩散整理ppt 电化学极化电化学极化 电荷迁越相界面的放电所需的超电位。电荷迁越相界面的放电所需的超电位。产生的原因产生的原因：电极反应速度慢，电极上聚集了：电极反应速度慢，电极上聚集了一定的电荷。一定的电荷。整理ppt影响

26、超电位的因素影响超电位的因素（1 1）电极材料电极材料过电位的大小与电极材料有极大关系。例如，在不过电位的大小与电极材料有极大关系。例如，在不同材料的电极上，氢析出的超电位差别很大。它同材料的电极上，氢析出的超电位差别很大。它2525，电流密度为，电流密度为10mA10mAcmcm2 2时，时，铅铅电极上氢的过电电极上氢的过电位为位为1 109V09V，汞汞电极上为电极上为1 104V04V，锌和镍锌和镍电极上为电极上为0.78V0.78V，而，而铜铜电极上为电极上为0.58V0.58V。整理ppt（2 2）电流密度（随电流密度的增加而增大）电流密度（随电流密度的增加而增大）一般说，电流密度越

27、大，过电位也越大。一般说，电流密度越大，过电位也越大。例如，铜电极上例如，铜电极上,电流密度分别为电流密度分别为1 1、1010和和100mA100mAcmcm2 2时，析出氢气的过电位相应为时，析出氢气的过电位相应为0.190.19、0.58 0.58 和和 0.85V0.85V。整理ppt（3 3）析出物的形态）析出物的形态一般说来，一般说来，电极表面析出金属的过电位很小的电极表面析出金属的过电位很小的，大约几十毫伏。在电流密度不太大时大约几十毫伏。在电流密度不太大时,大部分金属大部分金属析出的过电位基本上与理论电位一致，例如析出的过电位基本上与理论电位一致，例如,银、银、镉、锌等。但铁、

28、钻、镍较特殊，当其以显著的速镉、锌等。但铁、钻、镍较特殊，当其以显著的速度析出时，过电位往往达到几百毫伏。度析出时，过电位往往达到几百毫伏。整理ppt（）温度（）温度 通常过电位随温度升高而降低。例如，每通常过电位随温度升高而降低。例如，每升高温度升高温度1010，氢的过电位降低，氢的过电位降低202030mV30mV。整理ppt二、库仑分析法基本原理二、库仑分析法基本原理1.1.基本原理基本原理 法拉第第一定律法拉第第一定律:物质在电极上析出产物的质量物质在电极上析出产物的质量W W与电解池的电量与电解池的电量Q Q成成正比。正比。法拉第第二定律法拉第第二定律:式中式中：M为物质的摩尔质量（

29、为物质的摩尔质量（g），），Q为电量（为电量（1库仑库仑=1安培安培1秒），秒），F为法拉为法拉第常数（第常数（1F=964871F=96487库仑），库仑），n n为电极反应为电极反应中转移的电子数。中转移的电子数。ItItnFMQnFMm96485292.74整理ppt如电流不恒定，而随时向不断变化，如电流不恒定，而随时向不断变化，则则 Faraday定律的正确性已被许定律的正确性已被许多实验所证明。它不仅可应用于溶多实验所证明。它不仅可应用于溶液和熔融电解质，也可应用于固体液和熔融电解质，也可应用于固体电解质导体。电解质导体。0IdtQ整理ppt电流效率：电流效率：总样杂溶样样电流效率i

30、iiiii（1 1）溶剂的电极反应；）溶剂的电极反应；（2 2）溶液中杂质的电解反应；）溶液中杂质的电解反应；（3 3）水中溶解氧；）水中溶解氧；（4 4）电解产物的再反应；）电解产物的再反应；（5 5）充电电容。）充电电容。整理ppt2.2.装置与过程装置与过程 (1)(1)预电解预电解,消除电活消除电活性杂质。通性杂质。通N2除氧。预电除氧。预电解达到背景电流解达到背景电流,不接通不接通库仑计。库仑计。(2)(2)将一定体积的试样将一定体积的试样溶液加入到电解池中，接溶液加入到电解池中，接通库仑计电解。当电解电通库仑计电解。当电解电流降低到背景电流时，停流降低到背景电流时，停止。由库仑计记

31、录的电量止。由库仑计记录的电量计算待测物质的含量。计算待测物质的含量。整理ppt三、控制电位库仑分析法三、控制电位库仑分析法 定义：定义：在电解过程中，将工作电极电位调节到一个在电解过程中，将工作电极电位调节到一个所需的数值并保持恒定，直到电解电流降到零，由所需的数值并保持恒定，直到电解电流降到零，由库仑计记录电解过程中所消耗的电量，若电流效率库仑计记录电解过程中所消耗的电量，若电流效率为为100%，则从消耗的电量计算出被测物质的含量。则从消耗的电量计算出被测物质的含量。整理ppt电量的测量电量的测量（1 1）氢氧库仑计）氢氧库仑计 （电解水）（电解水）1F1F电量产生氢气电量产生氢气1120

32、0 mL 氧气氧气 5600 mL 共产生：共产生：16800 mL气体气体（2 2）库仑式库仑计）库仑式库仑计 (电解硫酸铜电解硫酸铜)电解结束后，反向恒电流电解，电解结束后，反向恒电流电解，沉积的沉积的CuCu全部反应；全部反应；Q=i t （3 3）电子积分器）电子积分器 整理ppt电量的确定电量的确定the quantity of electrical charge恒电流：恒电流：Q=i t恒阴极电位：恒阴极电位：电流随时间变化时电流随时间变化时作图法作图法：tkiQtkidtidtiQktktt303.210)101(303.21000kt000可忽略，则：相当大时，当以以lgit

33、对对t 作图，斜率作图，斜率 k；截距；截距lg i0；要求电流效率要求电流效率100%整理ppt四、恒电流库仑分析法四、恒电流库仑分析法 在特定的电解液中，以电极反应的产物作为滴定剂（电生滴定剂，相在特定的电解液中，以电极反应的产物作为滴定剂（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，借助于电位法或指示当于化学滴定中的标准溶液）与待测物质定量作用，借助于电位法或指示剂来指示滴定终点。故库仑滴定并不需要化学滴定和其它仪器滴定分析中剂来指示滴定终点。故库仑滴定并不需要化学滴定和其它仪器滴定分析中的标准溶液和体积计量。的标准溶液和体积计量。1.1.库仑滴定的特点库仑滴定的特点 (

34、1)(1)不必配制标准溶液不必配制标准溶液 (2)(2)滴定剂来自于电解时滴定剂来自于电解时的电极产物，产生后立即的电极产物，产生后立即与溶液中待测物质反应与溶液中待测物质反应 (3)库仑滴定中的库仑滴定中的电量容易控制电量容易控制和准确测量和准确测量 (4)方法的灵敏度、准确度较高方法的灵敏度、准确度较高。10-5-10-9 g/mL整理ppt2.2.仪器装置仪器装置（1 1）电解系统）电解系统恒电流电源、计时器、恒电流电源、计时器、滴定池等滴定池等（2 2）指示系统）指示系统指示剂法、电位法、永指示剂法、电位法、永停终点法、电导法和停终点法、电导法和光度法等光度法等整理ppt3.3.库仑滴

35、定的特点和应用库仑滴定的特点和应用特点：特点：（1 1）灵敏度高、准确度好；）灵敏度高、准确度好；（2 2）分析范围广；）分析范围广；（3 3）易于自动化）易于自动化(1)酸碱滴定酸碱滴定阳极反应：阳极反应：H2O=（1/2）O2+2H+2e 阴极反应：阴极反应：2 H2O=H2+2OH-2e(2)沉淀滴定沉淀滴定阳极反应：阳极反应：Ag=Ag+e （Pb=Pb2+2e）(3)配位滴定配位滴定 阴极反应：阴极反应：HgY+2e=Hg+Y4-(4)氧化还原滴定氧化还原滴定 阳极反应：阳极反应：2Br-=Br2+2e 2I-=I2+2e整理ppt库库仑仑滴滴定定应应用用整理ppt自动库仑滴定自动库

36、仑滴定automated coulometric titration1.钢铁试样中含碳量的自动库仑测定钢铁试样中含碳量的自动库仑测定 原理：原理：试样在试样在1200 C左右燃烧，产生的左右燃烧，产生的CO2导入高氯导入高氯酸钡酸性溶液，发生如下反应：酸钡酸性溶液，发生如下反应：Ba(ClO4)2 +H2O +CO2 BaCO3+2HClO4反应后溶液的酸度增加，开始电解，产生一定量反应后溶液的酸度增加，开始电解，产生一定量OH-2H2O +2e 2OH-+H2 （阴极反应）（阴极反应）溶液恢复到原来酸度值时，停止电解。溶液恢复到原来酸度值时，停止电解。消耗的电量消耗的电量产生的产生的OH-量

37、量中和的中和的 HClO4量量摩尔的高氯酸相当于摩尔的碳。摩尔的高氯酸相当于摩尔的碳。可由仪器读数装置直接读出含碳量。可由仪器读数装置直接读出含碳量。整理ppt2.2.污水中化学耗氧量的测定污水中化学耗氧量的测定 化学耗氧量（化学耗氧量（COD）是评价水质污染程度的重要指标。）是评价水质污染程度的重要指标。它是指它是指1dm3水中可被氧化的物质（主要是有机化合物）氧化水中可被氧化的物质（主要是有机化合物）氧化所需的氧量。所需的氧量。基于库仑滴定法设计的基于库仑滴定法设计的COD测定仪原理：测定仪原理：用一定量的高锰酸钾标准溶液与水样加热反应后，剩余用一定量的高锰酸钾标准溶液与水样加热反应后，剩

38、余的高锰酸钾的量，用电解产生的亚铁离子进行库仑滴定：的高锰酸钾的量，用电解产生的亚铁离子进行库仑滴定：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，计算出水样的锰酸钾量，计算出水样的COD。整理ppt.大气中二氧化硫的测定大气中二氧化硫的测定阴极阴极I2+2e 2I-阳极阳极2I2I-I2+2eSO2+I2+2H2O SO42-+2I-+4H+CO2+2H+2e C+H2OnMIm96485SO2整理ppt4.4.动态库仑法（微库仑分析法）动态库仑法（微库仑分析法）装置：装置：

39、如图如图 特点：特点：灵敏，快速，方便灵敏，快速，方便 原理与分析过程：原理与分析过程：（以电生以电生Ag+为例）为例）含含Ag+底液的电位为：底液的电位为：E测测，设：设：偏压为偏压为E偏偏，使使:E测测=E偏偏，则则:E=0，I电解电解=0，体系处于体系处于平衡。平衡。整理ppt1.1.分析过程描述分析过程描述当含当含Cl-的试样进入到滴定池后的试样进入到滴定池后，与与Ag+反应生成反应生成AgCl，Ag+浓度浓度，则则 E测测 E偏偏，E 0，即，即平衡状态被破坏平衡状态被破坏。产生一个对应于产生一个对应于E 量的电流量的电流I 流过滴定池流过滴定池.在阳极（银电极）上发生反应：在阳极（

40、银电极）上发生反应：Ag Ag+e滴定池中继续发生次级反应：滴定池中继续发生次级反应：Ag+Cl-AgCl当当Cl-未反应完全之前，溶液的电位将始终不等于未反应完全之前，溶液的电位将始终不等于E偏偏，电解不断进行。，电解不断进行。当加入的当加入的Cl-反应完全后反应完全后，Ag+低于初始值，电解电流将持续流过电解池低于初始值，电解电流将持续流过电解池直到溶液中直到溶液中Ag+达到初始值。此时达到初始值。此时：E测测=E偏偏，E=0，使，使I电解电解=0，体系重新平衡体系重新平衡。电解停止。随着试样的不断加入，上述过程不断重复。电解停止。随着试样的不断加入，上述过程不断重复。整理ppt2.卡尔卡尔 费休费休(Karl Fisher)法测定微量法测定微量水水基本原理：基本原理：利用利用I2 氧化氧化SO2 时，水定量参与反应。时，水定量参与反应。I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4以上反应为平衡反应，需要破坏平衡以上反应为平衡反应，需要破坏平衡.卡尔卡尔 费休试剂费休试剂 ：由碘、吡啶、甲醇、：由碘、吡啶、甲醇、二氧化硫、水按一定比例组成。二氧化硫、水按一定比例组成。（1 1）吡啶：中和生成的）吡啶：中和生成的HIHI（2 2）甲醇：防止副反应发生）甲醇：防止副反应发生 过程：过程：电解产生碘电解产生碘1 g水水对应对应10.722毫毫库仑电量。库仑电量。