库仑滴定法
又称恒电流库仑滴定法,是建立在控制电流电解过程基础上的库仑分析法。
基本信息
- 中文名
库仑滴定法
- 学科
物理
原理
用强度一定的恒电流通过电解池,同时用电钟记录时间。由于电极反应,在工作电极附近不断产生一种物质,它与溶液中被测物质发生反应。当被测定物质被“滴定”(反应)完了以后,由指示反应终点的仪器发出讯号,立即停止电解,关掉电钟。按照法拉第电解定律,可由电解时间t和电流强度i计算溶液中被测物质的质量W:
式中:Q为电极反应所消耗的电量(Q=I·t);Μ为被测物质的摩尔质量;n为电极反应的电子转移数。F为法拉第常数(其值为96485C/mol)1
装置
图1
库仑滴定装置是一种恒电流电解装置(图 1,е为电极)。通过电解池的电流可由精密检流计G显示,也可由精密电位计测量标准电阻上的电压而求得。电解池有两对电极(图 2),一对是指示终点的电极;另一对为进行库仑测定的电极,其中与被测定物质起反应的电极称工作电极,另一个称辅助电极。为了防止两个电极之间相互干扰,通常把辅助电极装在玻璃套内,套管底部镶上一块微孔底板,上面放一层琼脂或硅胶;或利用离子交换膜封闭套管,阻止离子出入。凡能指示一般电滴定法者,都可用来指示库仑的滴定终点。
指示终点的方法
指示剂法
图2
以肼的测定为例,电解池中有肼和大量溴化钾,加入甲基橙为指示剂,电极反应为:
负极:2H++2e─→H2正极:2Br-─→Br2+2e
电极上产生的Br2与溶液中的肼起反应:
NH2—NH2+2Br2─→N2+4HBr
过量的Br2将指示剂氧化使之褪色,指示终点。停止电解,从电流和时间计算溶液中肼的含量。
图3
电位法测定溶液中酸的浓度时,用玻璃电极和甘汞电极为指示电极,用pH计指示终点。铂负极为工作电极,银正极为辅助电极。电极反应为:
正极:2H++2e─→H2
负极:2Ag+2Cl-─→2AgCl+2e