電解及庫侖分析法

1、第十一章電解及庫侖分析法1、什么叫做分解電壓？為什么實際分解電壓的數(shù)值比按電解產(chǎn)物所形成的原電池的反電動勢要大？答：分解電壓：在電解時,能夠使被電解物質(zhì)在兩電極上產(chǎn)生迅速、連續(xù)的電極反響,所需的最低外加電壓.由于當(dāng)電流通過電解池時,電極的實際電位常偏離平衡電位,即產(chǎn)生極化現(xiàn)象.極化使陽極電位變得更正,陰極電位變得更負(fù),即產(chǎn)生過電位( 刀二目一 加,而分解電壓是原電池電動勢、電池過電位、電解池電壓降iR之和,即：U = ( Ea + 邛)一(Ec + 冶 + iR所以,實際分解電壓比電池反電動勢大.2、限制電流電解分析和限制電位電解分析各有何優(yōu)缺點？答：限制電流電解分析,由于電解電流大,并且根本

2、恒定,因此電解效率高,分析速度快.但由于陰極電位不 斷負(fù)移,其它離子也可能沉積下來,應(yīng)選擇性差.而限制陰極電位能有效預(yù)防共存離子的干擾,選擇性好,該法即可作定量測定,又可廣泛作為別離技術(shù), 常用于多種金屬離子共存情況下某一種離子的測定.3、庫侖分析與電解分析在原理、裝置上有何異同點？答：電解分析與庫侖分析在原理、裝置上有許多共同之處,都需要通過限制分解電壓或陰極電位來實現(xiàn)不同金 屬離子的別離,庫侖分析也屬于電解分析的范疇.不同的是通常的電解分析是通過測量電解上析出的物質(zhì)的質(zhì) 量來進(jìn)行定量分析,而庫侖分析是通過測量通過體系的電量( m = M Q)來進(jìn)行定量測定.nF在測量裝置上,二者也有共同之

3、處,均需要有陰極電位限制裝置,不同之處在于庫侖分析中需要在電解回 路中串聯(lián)一個庫侖計以測量通過體系的電量.4、用庫侖法在定量分析時,要取得準(zhǔn)確的分析結(jié)果應(yīng)注意些什么？答：要求電極反響單純,電流效率100%,應(yīng)注意消除各種影響電流效率的因素.5、在恒電流庫侖分析法和限制電位庫侖分析法中,是如何測得電量的？答：在限制電位庫侖分析法中,是用精密庫侖計來測量電量的.常用的有氣體庫侖計和電子積分庫侖計等.在恒電流庫侖滴定中,由于電流是恒定的,因而通過精確測定電解進(jìn)行的時間及電流強(qiáng)度,即可計算出電量.6、為什么在庫侖分析中要保證電流效率100% ?如何保證電流效率 100%?答：由于庫侖分析的理論依據(jù)是法

4、拉第定律,1K據(jù)這一定律,只有當(dāng)電流效率為100%時,通過溶液或者電解時所消耗的電量才能完全應(yīng)用于被測物質(zhì)進(jìn)行電極反響.消除各種影響電流效率的因素.7、某溶液含有 2mol/L Cu 2+和0.01mol/L Ag +,以Pt為電極電解：(1)在陰極上首先析出的是銅還是銀？(2)能否使兩種金屬離子完全別離？假設(shè)可以,陰極電位限制在多少？銅和銀在Pt?電極上的過電位可忽略不計.(晦力一 =0.337V,或 47 Ag =0.779V)解：(1)Ecu =e2力Cu +01591gCu2、= 0.337 +00591g 2 = 0.346V因EAg > Ecu所以 Ag先析出.(2)在電解過

5、程中,隨著 Ag +的析出,其濃度逐漸降低.當(dāng)其濃度降為10 7mo1/L時,可認(rèn)為已析出完全.此時,銀的析出電位為：即當(dāng)Ag +完全析出時的電位還未到達(dá)Cu2+的析出電位,因此只要限制電位在0.3660.346V范圍內(nèi)就可實現(xiàn)兩種離子完全別離.03.解法二：要使某離子析出 (電解)完全,其濃度應(yīng)降低 105倍,陰極電位負(fù)移 V ,故Ag要析出完全,n陰極電位為：0.661 0.3 = 0.361(V),此時還未到達(dá) Cu2+的析出電位,故只要限制陰極電位在0.3610.346V范圍內(nèi)就可使 Ag和Cu完全別離.8、電解Cu2+和Sn2+的混合酸性溶液,Cu2+和Sn2+的濃度均為0.1mol

6、/L ,以粕為電極進(jìn)行電解.(1)在陰極上何種離子先析出？ (2)假設(shè)要使兩種金屬離子完全分開,陰極電位應(yīng)限制多少？解：(1) Ecu = E、2+cu因ECu> Esn 所以(E%cu =0.337V,E丸sn=9136V)"591gCu2 =0.337 00591g 0.1 = 0.307V22Cu先析出.(2) Cu析出完全時,陰極電位為：0.160 > -0.166 所以 Cu和Sn可完全分開,只要限制陰極電位在一0.1660.160V之間即可.9、某溶液中含有 0.1mol/L Zn 2+和Cd2+,用電解沉積的方法可以別離Zn2+和Cd2+,E?2H7cd =

7、-0.403V, E?2力Zn =-0.763V, “Cd = 0.48V, “Zn = 0.70V,計算當(dāng)鋅開始電解沉積時,Cd2+的剩余濃度為多少?解：ECd = ECd2 /Cd0.059igCd2 cd0.059=-0.403 lg 0.1 0.48 = 0.047V故 Cd先析出.當(dāng)Zn開始沉積時,Cd2+ = 1.74 10 6mol/L10、用鍍粕的粕電極,在 25,電流密度為 50Am 2條件下電解aH + = 1的酸性溶液,氧和氫的分壓都是101325Pa,*1H2=0, "O2 = 0.487V ,忽略 iR降,外加電壓應(yīng)為多少?解：陰極陽極11、用鍍銅的粕網(wǎng)電極

8、作陰極,電解0.01mol/L Zn 2+溶液, £梟力Zn =-0.763V ,2H+ + 2e = H 22H2O 4e = O2 + 4H +Zn=0, 0H2 =0.40V ,試計算析出金屬鋅的最低.解:Zn的析出電位為: 氫析出電位為：假設(shè)要使電極上只析出鋅而不析出氫,那么必須滿足EZn2 / Zn ' EH 7 H2即 -0.822 > 0.059pH-0.40pH > 7.1故要使Zn析出的最低值為12、用限制陰極電位法電解某物質(zhì), 至原濃度0.01%時所需的時間？ 解：因 it = i0 -10 kt 即7.1初始電流為0.23 = 2.502.50A,電解10min以后,電