第3章电解讲义和库仑分析
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《电解和库仑分析法》课件
实际应用对比
深入研究电解和库仑分析法在 实际分析问题中的对比实例。
电解和库仑分析法的实验操作
1
实验器材及试剂
探索进行电解和库仑分析实验所需的仪器和试剂。
2
实验步骤和注意事项
详细描述电解和库仑分析的实验步骤及需要注意的事项。
3
实验数据处理和分析
介绍电解和库仑分析实验数据的处理方法和分析技巧。
结论与展望
《电解和库仑分析法》 PPT课件
探索电解和库仑分析法的精妙之处，开启你的化学分析之旅。
电解分析法
1
简介
了解电解分析法的基本概念和应用领域。
基本原理
2
掌握电解分析法背后的科学原理和关键
步骤。
3
分类
了解电解分析法的不同分类和各自特点。
应用实例
4
探索电解分析法在实际问题中的应用案 例和成果。
库仑分析法
1 简介
认识库仑分析法的起源和基本概念。
3 分类
探索库仑分析法的不同类型和各自特点。
2 基本原理
了解库仑分析法的理论基础和实验原理。
4 应用实例
揭示库仑分析法在各个领域中的应用案例。
电解和库仑分析法的比较
优缺点对比
比较电解和库仑分析法各自的 优点和限制，并找到适合的应 用场景。
适用范围对比
了解两种分析法在不同领域中 的使用情况和局限性。
电解和库仑分析法的意义
总结电解和库仑分析法对科学研究和实践的重要意义。
发展趋势
展望电解和库仑分析法未来发展的前景和新的研究方向。
备注
以上内容仅供参考，具体请根据课堂教学为准。
电解和库仑分析法
Q i010
0
t
Kt
i0 Kt dt (1 10 ) 2.303 K
• 当时间增加时，10-kt减小。当Kt>3时，上 式近似为 i
Q
0
• 其中i0及K可通过作图法求得 • 对取对数，得以lgit对t作图得一直线，由 截距求得i0-, 由斜率求得K，代入可求得电 量Q。 • 不足：由于电解时，电流随时间减小，电 解时间较长，电量测定不易。
• 辅助电极和对电极：它们为提供电子传导 的场所，但电极上的反应并非实验中所要 研究或测量的。工作电流很小时，参比电 极即为辅助电极；当工作电流较大时，参 比电极将难以负荷，其电位亦不稳定，此 时应用再加上一“辅助电极”构成所谓的 “三电极系统”来测量或控制工作电极的 电位。在不用参比电极的两电极体系中， 与工作电极配对的电极则称为对电极。但 有时辅助电极亦称为对电极。
• 应用例子： • 1）Cu, Pb, Cd在Hg阴极上沉积而与U
分离； • 2）伏安分析和酶法分析中高纯度电 解质的制备； • 3）消除钢铁中大量铁，以利于其中 微量样品的测定等。
二、库仑分析
• 分析要求：电极反应单纯，电流效率100% （电量全部消耗在待测物上）。 • 分析依据：Faraday定律， 待测物质量m = MQ /(zF) , 其中电量Q可 以由式Q= it 得到。
2.303 K
2、恒电流库仑分析（库仑滴定）
• 使用恒电流电解分析，电解时间短、电量 测定易，Q=it。但需解决电流效率100% 和终点指示问题。
• • • • •
a) 保证电流效率100% 在电解Fe2+至Fe3+时，电极反应为 阳极：Fe2+ == Fe3+ + e o= -0.77V 阴极：H+ + e == 1/2H2 O=0V 随时间的推移，[Fe2+], 为维持恒电流， 外加电压将。当外加电压增加到一定值时， 阳极电位正移。此时，溶液中将有O2析出： • H2O== 1/2 O2 +2H+ + 2e O= —1.9V(包括 )
第3章电解和库仑分析
保持电流在0.5-2A之间恒定，电压变化，最终稳定在H2的析出电位.
特点： 1、仪器简单 2、准确度高（相对误差小于0.1％） 3、选择性不高
应用： 可用该法测定的金属元素有： Zn, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, Cu, Bi, Sb, Hg, Ag
(2)控制阴极电位电解法
a. 三电极系统，自动调节外电压， 阴极电位保持恒定，选择性好。
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OH -
2H2O +2e → 2OH- +H2
（阴极反应）
溶液恢复到原来酸度值时，停止电解。
消耗的电量→产生的OH - 量→中和的 HClO4量 二摩尔的高氯酸相当于一摩尔的碳。
2. 理论分解电压与析出电位
分解电压：使被电解物质在电极上产生迅速的、连续不断的电极反应时所需 施加的最小外加电压。
a. 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） 。
E理分= E电池＝阳 - 阴
电解0.1M CuSO4/1MHNO3
E(Cu/Cu 2 ) 0.337 0.059 lg[ Cu2 ] 0.307 (V) 2
3-2 库仑分析法
3-2-1 法拉第电解定律 3-2-2 控制电位库仑分析 3-2-3 控制电流库仑分析——库仑滴定
库仑分析法：电极反应-电量-物质量相互关系； 库仑分析法的理论基础：法拉第电解定律； 基本要求：电极反应单纯，电流效率100%。
3-2-1 法拉第电解定律
法拉第电解定律:
W QM Fn
=- 0.763+0.059/2lg10-5 =-0.91V
特点： 1、仪器简单 2、准确度高（相对误差小于0.1％） 3、选择性不高
应用： 可用该法测定的金属元素有： Zn, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, Cu, Bi, Sb, Hg, Ag
(2)控制阴极电位电解法
a. 三电极系统，自动调节外电压， 阴极电位保持恒定，选择性好。
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OH -
2H2O +2e → 2OH- +H2
（阴极反应）
溶液恢复到原来酸度值时，停止电解。
消耗的电量→产生的OH - 量→中和的 HClO4量 二摩尔的高氯酸相当于一摩尔的碳。
2. 理论分解电压与析出电位
分解电压：使被电解物质在电极上产生迅速的、连续不断的电极反应时所需 施加的最小外加电压。
a. 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） 。
E理分= E电池＝阳 - 阴
电解0.1M CuSO4/1MHNO3
E(Cu/Cu 2 ) 0.337 0.059 lg[ Cu2 ] 0.307 (V) 2
3-2 库仑分析法
3-2-1 法拉第电解定律 3-2-2 控制电位库仑分析 3-2-3 控制电流库仑分析——库仑滴定
库仑分析法：电极反应-电量-物质量相互关系； 库仑分析法的理论基础：法拉第电解定律； 基本要求：电极反应单纯，电流效率100%。
3-2-1 法拉第电解定律
法拉第电解定律:
W QM Fn
=- 0.763+0.059/2lg10-5 =-0.91V
电解与库仑分析法要点课件
电解与库仑分析法要点课件
目 录
• 电解基本原理 • 库仑分析法原理 • 电解与库仑分析法的应用 • 电解与库仑分析法的优缺点 • 电解与库仑分析法的实验操作 • 电解与库仑分析法的未来发展
contents
01
电解基本原理
电解定义
电解定义
电解是一种通过外部电流使电解 质溶液中的阳离子向阴极移动， 阴离子向阳极移动的过程。
高精度检测
研发高精度检测设备和方法，提高分析的灵敏度和分辨率，满足更 严格的分析要求。
新型电极材料
探索和开发新型电极材料，提高电极的电化学性能和稳定性，延长 电极使用寿命。
应用拓展
环境监测
01
拓展电解与库仑分析法在环境监测领域的应用，如水质检测、
空气污染监测等。与库仑分析法应用于生物医学研究中，如药物代谢、疾
THANKS
感谢观看
在食品分析中的应用
电解与库仑分析法在食品分析中主要用于检测食品中的营养成分和有害 物质。
通过电解法可以测定食品中的矿物质元素，如钾、钠、钙等，而库仑分 析法则可用于测定食品中的维生素C、葡萄糖等物质的含量。
这些检测结果可以帮助消费者了解食品的营养成分，同时也有助于食品 生产企业和监管机构控制产品质量和安全。
实验安全
确保实验环境安全，穿戴 适当的防护装备，了解可 能存在的危险和应急措施。
实验步骤
设置实验参数
根据实验要求，设置合适的电解 电压、电流、电解时间和温度等
参数。
进行实验操作
按照规定的步骤进行电解实验， 观察并记录实验过程中的现象和
数据。
数据记录
准确记录实验过程中的电流、电 压、时间等数据，以便后续分析。
病诊断等。
食品安全
目 录
• 电解基本原理 • 库仑分析法原理 • 电解与库仑分析法的应用 • 电解与库仑分析法的优缺点 • 电解与库仑分析法的实验操作 • 电解与库仑分析法的未来发展
contents
01
电解基本原理
电解定义
电解定义
电解是一种通过外部电流使电解 质溶液中的阳离子向阴极移动， 阴离子向阳极移动的过程。
高精度检测
研发高精度检测设备和方法，提高分析的灵敏度和分辨率，满足更 严格的分析要求。
新型电极材料
探索和开发新型电极材料，提高电极的电化学性能和稳定性，延长 电极使用寿命。
应用拓展
环境监测
01
拓展电解与库仑分析法在环境监测领域的应用，如水质检测、
空气污染监测等。与库仑分析法应用于生物医学研究中，如药物代谢、疾
THANKS
感谢观看
在食品分析中的应用
电解与库仑分析法在食品分析中主要用于检测食品中的营养成分和有害 物质。
通过电解法可以测定食品中的矿物质元素，如钾、钠、钙等，而库仑分 析法则可用于测定食品中的维生素C、葡萄糖等物质的含量。
这些检测结果可以帮助消费者了解食品的营养成分，同时也有助于食品 生产企业和监管机构控制产品质量和安全。
实验安全
确保实验环境安全，穿戴 适当的防护装备，了解可 能存在的危险和应急措施。
实验步骤
设置实验参数
根据实验要求，设置合适的电解 电压、电流、电解时间和温度等
参数。
进行实验操作
按照规定的步骤进行电解实验， 观察并记录实验过程中的现象和
数据。
数据记录
准确记录实验过程中的电流、电 压、时间等数据，以便后续分析。
病诊断等。
食品安全
电解与库伦分析法
增长，表达终点已到达。仪器正是判断到这个
大旳Δi，强制滴定停止。
假如滴定剂和被测物质都
是可逆电对，能在同步在指 示电极上发生反应，得到旳 滴定曲线如图所示。
现以Ce4+滴定Fe2+为例阐 明滴定过程。滴定开始后， 滴入旳Ce4+与Fe2+反应，生 成了Fe3+，高铁离子与亚铁 离子构成可逆电对在指示电 极上反应，伴随Fe3+浓度旳 增大，电流上升，至到高亚 铁离子浓度相等，电流到达 最大。
但当溶液中没有足够旳I2旳情况下，而要使上
述反应发生，指示系统旳外加电压需远不小于
200mV，实际所加旳外加电压不不小于200mV，
所以，不会发生上述反应，也不会有电流经过
指示系统。当溶液里As(Ⅲ)被反应完时、过量
旳I2与同步存在旳I－构成可逆电对，两个指示
电极上发生上述反应，指示电极上旳电流迅速
2. 实际分解电压（析出电位）
实际开始发生电解反应时旳电压，
其值不小于理论分解电压（D点）。
3. 产生差别旳原因
超电位（η）、电解回路旳电压降（iR）旳存在。则外 加电压应为： E外 = （E阳 + η阳）- （E阴 + η阴） + iR
理论分解电压不大于实际分解电压旳原因是因为超电位旳存在，但超 电位是怎样产生旳呢？
E(Cu/Cu 2 ) 0.337 0.059 lg[Cu2 ] 0.307 2
E (O 2 /H 2O)
1.229
0.059 4
lg
[O2 ][H ]4 [H 2 O]2
1.22
(V) (V)
电池电动势为：E = 0.307 - 1.22 = -0.91 (V)
《电解及库仑分析法》课件
《电解及库仑分析法》ppt课件
电解及库仑分析法概述电解过程库仑分析法电解及库仑分析法的实验技术电解及库仑分析法的应用实例电解及库仑分析法的未来发展与挑战
电解及库仑分析法概述
电解及库仑分析法是一种基于电解和库仑定律的化学分析方法，用于测定物质含量和电化学性质。
通过电解过程中电流、电压等参数的变化，结合库仑定律，推算出被测物质的含量和电化学性质。
02
在环境监测领域，库仑分析法可用于测定水体中的重金属离子、有机物等污染物含量。
在食品检测领域，库仑分析法可用于检测食品中的添加剂、农药残留等有害物质。
在医学领域，库仑分析法可用于检测生物样品中的药物浓度、代谢产物等。
在工业领域，库仑分析法可用于控制产品质量、检测工业废水等。
库仑分析法具有较高的灵敏度和精度，尤其适用于痕量物质的测定；该方法操作简便、快速，适用于现场检测和在线监测；库仑分析法不需要标准样品和复杂的试剂，降低了检测成本。
电解的种类
电解的电极材料：在电解过程中，电极材料的选择对电解效果有很大影响。常用的电极材料有金属电极、石墨电极和半导体电极等。金属电极如铜、银等具有良好的导电性和参与电极反应的能力，石墨电极则具有优良的导电性和耐腐蚀性，而半导体电极则具有电化学活性。
电解效率受到多种因素的影响，如电流密度、电解质浓度、温度、压力以及电极材料和表面结构等。提高电流密度、增加电解质浓度、升高温度以及增大压力都可以提高电解效率。此外，选择合适的电极材料和表面结构也是提高电解效率的重要手段。
连接电解池、恒电位仪、电流表和电压表，确保设备正确连接。
记录电流和电压的变化，观察电解过程。
实验结束后，关闭恒电位仪，断开电路，清理实验器具。
准备电解液和电极，将电极放入电解液中。
电解及库仑分析法课件.ppt
i总
i i副
(二)影响电流效率的主要因素
原因：(1)溶剂的电极反应； (2)溶解氧的作用；(3)杂质在电极上的反应。
•精选ppt
(4)电极自身参加反应 用惰性电极或其它材料电极。
(5)电解产物的再反应 选择合适的电解液或电极；将阳极或阴极隔开。
(6)共存元素的电解 事先分离。
提高电流 效率的方法： (1)控制电位库仑分析；(2)恒电流库仑滴定。
特点： 1、可以与沉积在Hg上的金属形成汞齐 ； 2、H2在Hg上的超电位较大---扩大电解分析电 压范围.
第二节 库仑分析法 根据被测物质在电解过程中所消耗的电量来进行测 定的方法为电量分析法，又称库仑分析法。
☺一、库仑分析的基本原•精理选ppt
(一) 法拉第电解定律 库仑分析法是在电解分析法的基础上发展起来的，
应用： 电重量分析法
利用电解将被测组分•精从选pp一t 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。
电解分离
电解分析方法
（一）控制（恒）电流电解法
（二）控制电位电解法
（三）汞阴极电解分离法
(一)控制（恒）电流电解法 又称为普通电解法，只控制一定的
电流，对阴极电位不加控制
库仑分析：通过测量在电解过程中，待测物发 生氧化还原反应所消耗的电量为基础的电分析方法 。该法不一定要求待测物在电极上沉积，但要求电 流效率为100%。
第一节 电解分析法
☺一、电解分析的基本原理
(一)电解过程中电流与电压的关系 •精选ppt 在电解池的两个电 极上施加直流电压，使 物质在电极上发生氧化 还原反应而引起物质分 解的过程称为电解。
解：(1) EPb2+/ Pb＝E°Pb2+/ Pb+(0.059Vlg0.01) /2=-0.185 V， EZn2+/ Zn＝E°Zn2+/ Zn+(0.059Vlg0.1) /2=-0.792 V ∵ EPb2+/ Pb＞EZn2+/ Zn ∴Pb先析出 (2) EPb2+/ Pb－EZn2+/ Zn＝0.607 V ＞ 0.15 ,可完全分离
电解和库仑分析法
04 电解和库仑分析法的实验 设计
电解实验设计
实验原理：电解是利用外加电流使溶液中的离子在电极 上发生氧化还原反应的过程。通过电解实验，可以研究 离子的放电性质、电极反应等。 1. 选择适当的电解液，如不同浓度的盐溶液或酸碱溶液 。
3. 设定电解电流、电压等参数，并记录实验数据。
实验步骤 2. 组装电解装置，包括电源、电解槽、电极等。 4. 分析实验结果，得出结论。
03 电解和库仑分析法的比较
实验原理的比较
电解分析法
基于电解过程中发生的电化学反应， 通过测量电解过程中的电流、电压等 参数，推算出待测离子的浓度。
库仑分析法
利用电解过程中产生的电量与待测离 子的浓度之间的定量关系，通过测量 电解过程中的电量来推算待测离子的 浓度。
实验方法的比较
电解分析法
通常采用恒电流或恒电压的电解方式，通过测量电解过程中的电流、电压等参 数，计算待测离子的浓度。
结果分析与讨论
01
结果比较
将电解实验和库仑分析实验的结果进行比较，可以发现电解质浓度和电
极间距对电解反应的影响是相互关联的。
02
影响因素
除了电解质浓度和电极间距外，电解反应还受到温度、电极材料等因素
的影响。这些因素在实验中应加以控制，以确保结果的准确性和可靠性。
03
实际应用
电解和库仑分析法在电化学、电池制造、电镀等领域有广泛应用。通过
库仑分析实验结果
1 2 3
实验数据
在库仑分析实验中，我们测量了不同浓度电解质 溶液的电流和电压，并计算了相应的电量。
结果分析
实验结果表明，随着电解质浓度的增加，电流和 电量也相应增加。这表明电解质浓度对库仑分析 结果有显著影响。
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产生的原因：电极反应速度慢，电极上聚集了一定的 电荷。为了克服反应速度的障碍能垒，需额外提高一定电 压。
超电位
析出金属超电位比较小，有时可忽略
析出H2、O2时，超电位较大（在不同电极上不同）
对于不可逆电极过程：
E实，分 ＝ 析（阳）-析（阴） ＝ （ 平（阳） + η阳）- （ 平（阴） + η阴）
c. 极化现象
极化现象：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。
电极极化包括：浓差极化和电化学极化
浓差极化：电流流过电极，表面形成 浓度梯度。使阳极电位更正，阴极电位更 负。
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
电化学极化：电荷迁越相界面的放电所需的超电位。
it i0e V
it i010Kt
浓度与时间关系为：
ct c010Kt
A：电极面积；D：扩散系数；
V：溶液体积；：扩散层厚度
当it/i0=0.001时，认为电解完全。
目录
3-1 电解分析
3-1-1 电解分析基本原理 3-1-2 电重量分析法与电解分离法
3-2 库仑分析法
3-2-1 法拉第电解定律 3-2-2 控制电位库仑分析 3-2-3 控制电流库仑分析——库仑滴定
阴极电位未达到B物质的析出电位； (II )被分离两金属离子均为一价, 析出电位差>0.35 V (III)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。 Nhomakorabea解时间的控制
控制阴极电位电解过程中如何控制 电解时间? 电流-时间曲线。
DAt
析出电位 = 平衡电位
Cu2+
Cu 析（阴）= 平 = +0.059/2 lg[Cu2+]
要使某物质在阴极上不断析出， 阴极电位应始终_于析出电位 负
要使某物质在阳极上不断析出， 阳极电位应始终_于析出电位 正
析出电位越正的物质，在阴极上还原越____
容易
析出电位越___的物质，越容易在阳极上氧化
特点： 1、仪器简单 2、准确度高（相对误差小于0.1％） 3、选择性不高
应用： 可用该法测定的金属元素有： Zn, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, Cu, Bi, Sb, Hg, Ag
(2)控制阴极电位电解法
a. 三电极系统，自动调节外电压， 阴极电位保持恒定，选择性好。
b. A、B两物质分离的必要条件： ( I ) A物质析出完全时(<10-6M),
阳极过电位阳为 正
阴极过电位阴 为 负
E(Cu/2C )u0.3370.05l9gC[ 2u]0.307(V) 2
E(O2/H 2O)1.2290.045l9g[[O 2H ]2O [ H ]]1.229(V) O2:0.40v Cu: - 0.07v 超电压=0.47V
硫酸铜的实际分解电压： 1.229+0.40 – (0.307-0.07)=1.392v
要使H2不析出，其电位应小于-0.91V
-0.91> +0.059 /2lg[H+]2 - 0.75
pH>2.7
3-1-2 电重量分析法与电解分离法
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0.5-2A之间恒定，电压变化，最终稳定在H2的析出电位.
2. 理论分解电压与析出电位
分解电压：使被电解物质在电极上产生迅速的、连续不断的电极反应时所需 施加的最小外加电压。
a. 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） 。
E理分= E电池＝阳 - 阴
电解0.1M CuSO4/1MHNO3
E(Cu/2C )u0.3370.05l9gC[ 2u]0.307(V) 2
电解过程
电解硫酸铜溶液, 当逐渐增加电压，达到一定 值后，电解池内与电源 “-” 极相连的阴极上开始 有Cu生成，同时在与电源“+”极相连的阳极上有气 体放出，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+
E(O2/H2O)1.2290.045l9g[[O 2H ]2O [ H ]]1.229(V)
电池电动势为：E = 1.229 – 0.307
= 0.922 (V)
b.析出电位
析出电位
物质在阴极上被还原析出时所需要的最正的阴极电位 析（阴） 物质在阳极上被氧化析出时所需要的最负的阳极电位 析（阳）
Ag先析出
3. 极化现象与过电位
a. 实际分解电压
某电解质迅速、连续发生电解所需最小外加电压.实际开始发生电解
反应时的电压，其值大于理论分解电压（D点）。
外加电压须显著超过理论分解电压
b. 产生差别的原因——过电位
过电位：外加电压超过可逆电池电动势的值。
η ＝实际分解电压－可逆电池电动势
η＝ η阳 － η阴
负
浓度分别为1mol/L和0.01mol/L的Cu2+ 、Ag+混合溶液，以铂电
极进行电解，在阴极上首先析出的是Ag还是Cu？
Ag+/Ag= 0.80
Cu2+/Cu= 0.34
Ag+/Ag= +0.059lg[Ag+] =0.80+0.059lg0.01=0.68V Cu2+/Cu= +0.059/2 lg[Cu2+] =0.34V
在锌电极上H2的超电位是0.75V，电解一含Zn2+的浓度为10-5mol/L的溶液， 为了不使H2析出，溶液的pH值应控制在多少？
Zn2+/Zn= - 0.763V
在阴极上： Zn2+
Zn
2H+
H2
Zn的析出电位： Zn2+/Zn= +0.059/2 lg[Zn2+]
=- 0.763+0.059/2lg10-5 =-0.91V
第3章电解和库仑分 析
目录
3-1 电解分析法
3-1-1 电解分析基本原理 3-1-2 电重量分析法与电解分离法
3-2 库仑分析法
3-2-1 法拉第电解定律 3-2-2 控制电位库仑分析 3-2-3 控制电流库仑分析——库仑滴定
3-1-1 电解分析基本原理
1. 电解装置与电解过程 两类电池：
原电池：正极(阴极)、负极(阳极)； 电解电池：正极(阳极)、负极(阴极)
超电位
析出金属超电位比较小，有时可忽略
析出H2、O2时，超电位较大（在不同电极上不同）
对于不可逆电极过程：
E实，分 ＝ 析（阳）-析（阴） ＝ （ 平（阳） + η阳）- （ 平（阴） + η阴）
c. 极化现象
极化现象：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。
电极极化包括：浓差极化和电化学极化
浓差极化：电流流过电极，表面形成 浓度梯度。使阳极电位更正，阴极电位更 负。
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
电化学极化：电荷迁越相界面的放电所需的超电位。
it i0e V
it i010Kt
浓度与时间关系为：
ct c010Kt
A：电极面积；D：扩散系数；
V：溶液体积；：扩散层厚度
当it/i0=0.001时，认为电解完全。
目录
3-1 电解分析
3-1-1 电解分析基本原理 3-1-2 电重量分析法与电解分离法
3-2 库仑分析法
3-2-1 法拉第电解定律 3-2-2 控制电位库仑分析 3-2-3 控制电流库仑分析——库仑滴定
阴极电位未达到B物质的析出电位； (II )被分离两金属离子均为一价, 析出电位差>0.35 V (III)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。 Nhomakorabea解时间的控制
控制阴极电位电解过程中如何控制 电解时间? 电流-时间曲线。
DAt
析出电位 = 平衡电位
Cu2+
Cu 析（阴）= 平 = +0.059/2 lg[Cu2+]
要使某物质在阴极上不断析出， 阴极电位应始终_于析出电位 负
要使某物质在阳极上不断析出， 阳极电位应始终_于析出电位 正
析出电位越正的物质，在阴极上还原越____
容易
析出电位越___的物质，越容易在阳极上氧化
特点： 1、仪器简单 2、准确度高（相对误差小于0.1％） 3、选择性不高
应用： 可用该法测定的金属元素有： Zn, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, Cu, Bi, Sb, Hg, Ag
(2)控制阴极电位电解法
a. 三电极系统，自动调节外电压， 阴极电位保持恒定，选择性好。
b. A、B两物质分离的必要条件： ( I ) A物质析出完全时(<10-6M),
阳极过电位阳为 正
阴极过电位阴 为 负
E(Cu/2C )u0.3370.05l9gC[ 2u]0.307(V) 2
E(O2/H 2O)1.2290.045l9g[[O 2H ]2O [ H ]]1.229(V) O2:0.40v Cu: - 0.07v 超电压=0.47V
硫酸铜的实际分解电压： 1.229+0.40 – (0.307-0.07)=1.392v
要使H2不析出，其电位应小于-0.91V
-0.91> +0.059 /2lg[H+]2 - 0.75
pH>2.7
3-1-2 电重量分析法与电解分离法
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0.5-2A之间恒定，电压变化，最终稳定在H2的析出电位.
2. 理论分解电压与析出电位
分解电压：使被电解物质在电极上产生迅速的、连续不断的电极反应时所需 施加的最小外加电压。
a. 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） 。
E理分= E电池＝阳 - 阴
电解0.1M CuSO4/1MHNO3
E(Cu/2C )u0.3370.05l9gC[ 2u]0.307(V) 2
电解过程
电解硫酸铜溶液, 当逐渐增加电压，达到一定 值后，电解池内与电源 “-” 极相连的阴极上开始 有Cu生成，同时在与电源“+”极相连的阳极上有气 体放出，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+
E(O2/H2O)1.2290.045l9g[[O 2H ]2O [ H ]]1.229(V)
电池电动势为：E = 1.229 – 0.307
= 0.922 (V)
b.析出电位
析出电位
物质在阴极上被还原析出时所需要的最正的阴极电位 析（阴） 物质在阳极上被氧化析出时所需要的最负的阳极电位 析（阳）
Ag先析出
3. 极化现象与过电位
a. 实际分解电压
某电解质迅速、连续发生电解所需最小外加电压.实际开始发生电解
反应时的电压，其值大于理论分解电压（D点）。
外加电压须显著超过理论分解电压
b. 产生差别的原因——过电位
过电位：外加电压超过可逆电池电动势的值。
η ＝实际分解电压－可逆电池电动势
η＝ η阳 － η阴
负
浓度分别为1mol/L和0.01mol/L的Cu2+ 、Ag+混合溶液，以铂电
极进行电解，在阴极上首先析出的是Ag还是Cu？
Ag+/Ag= 0.80
Cu2+/Cu= 0.34
Ag+/Ag= +0.059lg[Ag+] =0.80+0.059lg0.01=0.68V Cu2+/Cu= +0.059/2 lg[Cu2+] =0.34V
在锌电极上H2的超电位是0.75V，电解一含Zn2+的浓度为10-5mol/L的溶液， 为了不使H2析出，溶液的pH值应控制在多少？
Zn2+/Zn= - 0.763V
在阴极上： Zn2+
Zn
2H+
H2
Zn的析出电位： Zn2+/Zn= +0.059/2 lg[Zn2+]
=- 0.763+0.059/2lg10-5 =-0.91V
第3章电解和库仑分 析
目录
3-1 电解分析法
3-1-1 电解分析基本原理 3-1-2 电重量分析法与电解分离法
3-2 库仑分析法
3-2-1 法拉第电解定律 3-2-2 控制电位库仑分析 3-2-3 控制电流库仑分析——库仑滴定
3-1-1 电解分析基本原理
1. 电解装置与电解过程 两类电池：
原电池：正极(阴极)、负极(阳极)； 电解电池：正极(阳极)、负极(阴极)