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10.15 : 控制电流库仑分析法:概述

控制电流库仑分析法,也称为恒电流库仑分析法,是一种用于电化学分析的技术,通过控制电流的通过来测量物质的量。它涉及向包含目标分析物的电化学电池施加恒定电流。当电流流过电池时,分析物在电极表面发生氧化还原反应,从而导致电荷转移。通过监测一定量电荷通过所需的时间,可以根据法拉第电解定律确定分析物的数量。

该系统由恒电流器、双电极电化学电池、用于测量电解持续时间的计时器以及用于启动和停止该过程的开关组成。盐桥或多孔熔块将分析物和电解产物分开。使用恒电流器是因为分析物浓度在电解过程中会降低——由于产生的电子较少,电流会下降。因此,必须增加电解池电位以保持稳定的电流。然而,这可能会在发生器电极上引发其他反应,从而可能降低电流效率。为了实现 100% 的电流效率,可以添加过量的介质,从而产生与剩余分析物定量反应的离子。

在控制电流库仑法中,滴定剂的外部生成解决了电极干扰和寄生电流等问题,尤其是在大规模样品中。滴定剂在单独的电解池中产生并输送到滴定容器中,提供精确的控制。

典型的设置包括一个双臂电解池,其中铂螺旋电极位于倒置的 U 型管中。电解质流过每个臂,电解就在这里发生。对于酸滴定,阴极产生氢氧离子,从而中和酸。在碱滴定中,阳极产生氢离子来中和碱。

涉及电生成碘的滴定是通过电解碘化钾溶液来实现的。在这种情况下,阳极反应形成碘,碘被输送到滴定池种。

另一个例子是使用 Ce^3+ 水溶液在外部生成 Ce^4+ 离子。这种方法的一个潜在限制是输送系统中滴定剂会被稀释,但可以通过控制流速将这种情况降到最低。

最后,可以使用视觉指示器或通过电位和电导测量来确定反应的终点。

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Controlled Current CoulometryAmperostatic CoulometryElectrochemical AnalysisCharge TransferRedox ReactionAnalyte ConcentrationGalvanostatElectrolysis DurationCurrent EfficiencyTitrant GenerationElectrolytic CellPlatinum Spiral ElectrodesHydroxide IonsIodine GenerationCe4 IonsFlow Rates

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