14 第五章 电解与库仑分析法 第一节电解分析.ppt

第1页：电解分析原理与应用

第五章 电解与库仑分析法 第一节 电解分析原理与应用

• 电解分析基础
• 理论分解电压与析出电位
• 浓差极化与电化学极化
• 电重量分析与电解分离

第2页：电解分析基础

电解分析基础

• 1.
• 电解装置电解电池：正极(阳极)负极(阴极)

第3页：

第4页：电解过程(电解硫酸铜

电解过程(电解硫酸铜

• 溶液)当逐渐增加电压，达到一定值后，电解池中发生了如下反应
• 阴极反应：Cu2++ 2e＝Cu↓
• 阳极反应：2H2O＝O2↑+ 4H++4e
• 电池反应：2Cu2++ 2H2O = 2Cu + O2+ 4H+
• 电池电动势为：E= 0.307-1.22 =-0.91 (V)外加电压为0.91V时，阴极是否有铜析出?

第5页：理论分解电压与析出电位

理论分解电压与析出电位

• 1.理论分解电压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（D′点）
• 2.实际分解电压（析出电位）实际开始发生电解反应时的电压，其值大于理论分解电压（D点）
• 3.产生差别的原因E外=（E阳+η阳）-（E阴+η阴）+iR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？超电位（η）、电解回路的电压降（iR）的存在
• 则外加电压应为

第6页：浓差极化与电化学极化

浓差极化与电化学极化

• 产生超电位的原因
• 电极极化电极极化：电解时，电极上有净电流流过时，电极电位偏离其平衡电位的现象
• 浓差极化：电流流过电极，表面形成浓度梯度
• 使正极电位增大，负极电位减小
• 减小浓差极化的方法：a.减小电流，增加电极面积
• b.搅拌，有利于扩散

第7页：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
• 产生的原因：电极反应速度慢，电极上聚集了一定的电荷

第8页：电重量分析法与电解分离

电重量分析法与电解分离

• 电重量分析法:利用电解将被测组分从一定体积溶液中完全沉积在阴极上，通过称量阴极增重的方法来确定溶液中待测离子的浓度
• 1.恒电流电重量分析法保持电流在2-5A之间恒定，电压变化，最终稳定在H2的析出电位
• 选择性差，分析时间短，铜合金的标准分析方法

第9页：控制阴极

控制阴极

• 电位电重量分析法
• 三电极系统自动调节外电压，阴极电位保持恒定。选择性好

第10页：A、B两物质分离的必要条件a

A、B两物质分离的必要条件a

• . A物质析出完全时,阴极电位未达到B物质的析出电位(图)
• b.被分离两金属离子均为一价,析出电位差>0.35 Vc.被分离两金属离子均为二价,析出电位差>0.20 V对于一价离子,浓度降低10倍,阴极电位降低0.059 V
• 电解时间如何控制？浓度随时间变化关系如何？

第11页：电解时间的控制控制阴极

电解时间的控制控制阴极

• 电位电重量分析过程中如何控制电解时间?电流-时间曲线:A：电极面积
• D：扩散系数
• V：溶液体积
• δ：扩散层厚度

第12页：电解完成

电解完成

• 99.9%所需的时间为:t99.9%= 7.0Vδ/DA电解完成的程度与起始浓度无关
• 与溶液体积V成正比，与电极面积A成反比
• 当it/i0=0.001时，认为电解完全

第13页：电解与库仑分析法内容选择

电解与库仑分析法内容选择

• 电解分析原理与应用
• 库仑分析原理与应用
• 库仑滴定