電解及庫侖分析法ppt課件(已修改)
2025-05-16 05:54 本頁面
【正文】 第十一章 電解及庫侖分析法(Electrolysis and Coulometry) 第一節(jié) 電解分析法 第二節(jié) 庫 侖 分 析 一 電解分析的基本原理 二 電解分析方法和應(yīng)用 一 庫侖分析的基本原理 二 控制電位庫侖分析 三 庫侖滴定法 電解分析和庫侖分析所用化學電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的 電解池。 電解分析： 將被測溶液置于電解裝置中進行電解，使被測離子在電極上以金屬或其它形式析出，由電解所增加的重量求算出其含量的方法。稱為 電重量分析法 。 將電解方法用于物質(zhì)的分離，則為 電解分離法。 庫侖分析： 通過測量在電解過程中，待測物發(fā)生氧化還原反應(yīng)所消耗的電量為基礎(chǔ)的電分析方法。該法不一定要求待測物在電極上沉積，但要求 電流效率為 100%。 第一節(jié) 電解分析法 ?一、電解分析的基本原理 (一 )電解過程中電流與電壓的關(guān)系 在電解池的兩個電極上施加直流電壓，使物質(zhì)在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起物質(zhì)分解的過程稱為 電解 。 電解 L1 H2SO4介質(zhì)中的 L1 CuSO4 外加電壓很小時，有一個逐漸變大的微小電流通過電解池，稱為殘余電流；當外加電壓增大到某一數(shù)值時，電流迅速增大。 說明達到一定值后，電解池中發(fā)生了如下反應(yīng)： 陰極反應(yīng)： Cu2+ + 2e ＝ Cu? 陽極反應(yīng)： 2H2O ＝ O2 ? + 4H+ +4e 電池反應(yīng)： 2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + O2 + 4H+ ?（二）分解電壓和析出電位 1. 分解電壓 被電解物質(zhì)在兩電極上產(chǎn)生迅速的、連續(xù)不斷的電極反應(yīng)時 ,電池上 所需的最小的外加電壓稱 分解電壓(Ud)。 為使電極反應(yīng)向非自發(fā)方向進行，外加電壓應(yīng)足夠大，以克服電池反電動勢。理論上的 分解電壓數(shù)值上等于電池的反電動勢 : Ud=(EcEa) 銅電極 氧電極 陰極 陽極 Cu2+ + 2e ＝ Cu? 2H2O ＝ O2 ? + 4H+ +4e 銅氧原電池 （正極） （負極） 電解池的反電動勢 電池電動勢為： E =EcEa= V= V 銅氧原電池：陰極 (+)為銅電極，陽極 ()為氧電極 222242 2 OH4( / C u ) l g2 l g ( V )221278( O / H O ) l g4 21278 l g[ ( 2 ) ]4 101325 ( V )CuOaVE C u V aVVPPVE V p aVV?????? ? ???? ? ? ??若 原 電 池 的 氧 氣 分 壓 為 ， 則Ud = E = Ea –Ec= ?外加電壓為 ，陰極是否有銅析出 ? 實際分解電壓（ U） 實際開始發(fā)生電解反應(yīng)時的電壓，其值大于理論分解電壓。此實際電壓稱為實際分解電壓（ U），即 D點。 理論分解電壓（ Ud ） 產(chǎn)生差別的原因 (1)克服 電解回路的電壓降（ iR） 電解質(zhì)溶液有一定的電阻，欲使電流通過，必須用一部分電壓克服電位降。 (2)是克服 陰、陽極的極化所產(chǎn)生的 過電位 （ η） 電解方程式： 過電位 （ η） 、 電壓降（ iR）及外加電壓的定量關(guān)系 U外 = (Ea + ηa） （ Ec + ηc） + iR 理論分解電壓小于實際分解電壓的主要原因是由于 過電位 的存在。 產(chǎn)生差別的原因 過電位（ η）、電解回路的電壓降（ iR）的存在。 電極極化 濃差極化 電化學極化 ?過電位是如何產(chǎn)生的呢？ 析出金屬時，過電位可以忽略；析出氣體時，過電位必須考慮。 ?在什么情況下，過電位可以忽略？ U外 = （ Ea + ηa） （ Ec + ηc） + iR =( + ) ( + 0V) + = 例 電解池有兩支鉑電極組成 ， 他的內(nèi)阻為 ，鉑電極的面積為 100cm2。 將兩支鉑電極插入 L1 H2SO4介質(zhì)中 ， L1 CuSO4的電解 .如果通入電解池的電流為 ， 計算電解 Cu2+的實際分解電壓 。 解： 例如：在陰電極上 ， Cu2+離子被還原成金屬銅而析出 ，其平衡電位為： 析出銅的電位就是平衡時的電極電位 ， 稱為銅的析出電位 。 ? 陰極析出電位是物質(zhì)在陰極上還
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