电解和库仑分析法

分析化学中电解和库伦分析法的知识点，知识点涵盖电解概述，电解分析的基本原理，电解分析及其应用，电解和库仑分析法。

电解和库仑分析法

• 概述
  • 电解分析法
    • 电重量分析法
      • 被测物质在电极上以金属或其他形式析出
    • 电解分析法
      • 通过电解使物质定量分离
  • 库伦分析法
    • 测量被测物质在百分百电流效率下电解所消耗的电荷量进行定量分析
    • 定量依据：法拉第定律
  • 电解分析法和库伦分析法的异同
    • 共同点
      • 均以电解反应为基础，且不需要基准物质和标准溶液
    • 不同点
      • 电解分析通过称量电解沉积于电极表面的物质的量求被测组分含量，仅适用常量组分测定
      • 库伦分析根据电解过程中消耗的电量求被测组分含量，适用常量，微量，痕量组分测定
• 电解分析的基本原理
  • 反电动势
    • 原电池产生的电压与外电源电压方向相反
  • 分解电压
    • 使被电解物质在两个电极上发生迅速的，连续不断的电极反应时所需要的最小的外加电压
  • 析出电位
    • 物质在阳极上产生迅速的，连续不断的电极反应被氧化析出所需最小阳极电位
  • 电解析出离子次序
    • 在阳极，析出电位愈负愈先析出
    • 在阴极，析出电位愈正愈先析出
  • 电解的完全程度及完全分离条件
    • 电解完全程度
    • 完全分离条件
• 电解分析及其应用
  • 控制电流电解法
    • 以直流电源为外加电源，通过调节电压，在恒定电流的条件下进行电解分析
    • 优点
      • 装置简单，电解速度快，准确度高
    • 缺点
      • 选择性不高
    • 判断终点依据
      • 氢气析出
    • 应用
      • 主要用于精铜产品分析
  • 控制电位电解法
    • 控制阳极或者阴极电位恒定的条件下的电解分析法，恒定电位的选择是根据共存组分的析出电位的差别
    • 优点
      • 选择性高
    • 应用
      • 用于金属离子的分离分析
    • 汞阴极电解法
      • 特点
        • 汞电极上金属活度减小，析出电位变正
        • 氢离子在汞阴极上过电位大，后于金属析出
        • 常用于提纯分离试剂
  • 电解时间的控制
    • 电解完成的程度与起始浓度无关，与溶液体积成正比，与电极面积成反比
• 库伦分析法
  • 基本原理
    • 根据待测物质在电解过程中所消耗的电量来求得该物质含量的方法
    • 法拉第电解定律
      • 应用前提条件
        • 电极反应按化学计量关系进行
        • 保证待测物以百分百的电流效率进行电解
      • 电流效率的影响及消除
        • 溶剂的电极反应
          • 控制适当的电极电位及溶液pH范围
        • 溶解氧的电极反应
          • 电解前通氮气除去氧
        • 溶液中杂质的电解反应
          • 采用络合，分离等方法消除
        • 电解产物的再反应
          • 采用隔膜套筒将阴阳极分开或盐桥连接
        • 电极自身的反应
          • 选用合适的电极
  • 控制电位库仑分析法
    • 特点及应用
      • 灵敏度和准确度较高
      • 测定进行均相电极反应的物质
      • 测定电极反应中的电子转移数
  • 控制电流库仑分析法
    • 概念
    • 指示终点的方法
      • 电位法
      • 电流法
        • 单指示电极电流法
        • 双指示电极电流法（永停终点法）
      • 化学指示剂法
        • 注意
          • 指示剂不能在电极上同时发生反应
          • 电生滴定剂必须优先与待测物质反应，再与指示剂反应
    • 特点及应用
      • 无需基准物质或标准溶液
      • 能用于常量组分及微量组分分析
      • 仪器设备简单
      • 可采用酸碱中和，氧化还原，沉淀等各类反应进行滴定