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微库仑分析法
点击次数:1960 发布时间:2015-01-07

微库仑分析法是利用电生滴定剂来滴定被测物质,其电解电流不是恒定的,而是随被测物质的含量大小自动调节。该方法是通过测量被测物质在测定过程中所消耗的电量,依据法拉弟电解定律来计算分析结果。

1微库仑分析法的原理

微库仑分析法与库仑滴定法相似,也是利用电生滴定剂来滴定被测物质,不同之处在于微库仑分析输入的电解电流不是恒定的,而是随被测物质的含量大小自动调节。

法拉弟电解定律

a:在电极上析出或溶解物质的量与通过电解质溶液的电量成正比;

W Q

b:每通过96500库仑电量,在电极析出或溶解1当量的任何物质;

W=QM/FN

式中Q:电量(库仑);F:法拉弟常数(96500);W:重量(克);M:分子量或原子量;N:电极上每一个分子或原子参加电极反应过程的电子转移数。

系统结构

微库仑分析是根据零平衡原理设计的库仑放大器与适宜的电解池和电解液组成相互结合而实现的,仪器工作原理如下:

滴定池结构

滴定池中的参比电极和指示电极组成测量电极对,供给微库仑放大器输入信号(E测),这一信号电压方向与外加偏压(E偏)相反。

在电解液中滴定离子处于较低的浓度状态下,当两个电压相等时,则ΔE为零。也就是说库仑放大器的输入为零,那么放大器输出亦为零,此时在电解电极对之间就没有电流(I)流过,仪器处于平衡状态:

E+E=E

ΔE=0

I=0

所以显示器上得到一个平滑的基线,当有物质进入滴定池并与池内滴定离子发生反应使滴定离子浓度发生变化时,其指示电极电位也随着发生变化,结果引起测量电极对电位的变化,造成测量电极对的输出与给定偏压值不平衡,信号ΔE不为零,库化放大器有了输入,同时放大器按比例给出一个放大的电压加到电解电极对上,产生一个对应于ΔE量的电流(I)流过滴定池,电生滴定离子。上述过程随着滴定离子的消耗连续进行,直至无消耗滴定离子的物质进入并已电生了足够的滴定离子,使测量电极对给出的电压值又重新等于给定偏压值,即恢复到电解液中zui初的离子浓度,ΔE又重新为零时为止。

E=E+E≠E

Δ E≠0

I=fΔE 仪器进入工作状态

由以上情况我们可以明显的看出,微库仑分析与经典的控制电位和控制电流库仑相比,其特点是在电解过程中电解电极对的电位和电流始终是在"的,所以有人称之为动态库仑法"

2的应用

可以测定微量水、硫、碳、氮、氯、氧和卤素等等。

微量水的测定

卡尔.费休在1935年首先提出测定水分含量的方法。

有机化合物中硫等成分的测定

样品中的硫在合适条件下,经燃烧转化为SO2,由载气带入电解池中发生如下反应

SO2+I-3+H2O→SO3+3I-+2H+

库仑放大器的平衡状态破坏, Δ E≠0,放大器中输出相应的电流,此时,阳极发生如下反应

3I-→I-3+2e

从而使消耗的I-3浓度恢复至原浓度,终点到达,自动停止电解,由兴化睿科软件读出硫的含量。

化学需氧量的测定

在环境保护中需要测定化学需氧量(COD),这是评价水质污染的重要指标之一。

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