一、庫侖計的簡介
YK系列庫侖計又稱安培秒計,是北京宇科泰吉公司的主要產品,它采用先進的微處理器進行智能控制,對輸入的信號經過CPU運算處理后,由高亮度的LED進行清晰直觀顯示。測量值既可本地直接顯示,又可通過RS485串行接口與微機相連,組成測控系統。儀表還帶有可任意設定報警值的無源報警觸點輸出,部分儀表還帶有模擬信號輸出接口,方便與遠傳相連。本產品被廣泛應用于電鍍、電化學、生物制藥、直流電動工具等工業應用場合。
二、庫侖計在電化學中的應用實例
(一)、裝置和基本原理:
在控制電位電解裝置的電路中串入一個能測量電量的庫侖計,即構成控制電位庫侖分析法的裝置。電解時,用恒電位裝置控制陰極電位,以100%的電流效率進行電解,當電流趨于零時,電解即完成。由庫侖計測得電量,根據Faraday定律求出被測物質的含量。
(二)、電量的測量
進行庫侖分析時,必須要能準確的測量電量的數值。電量測量的度是決定分析結果準確度的主要因素。
測量電量通常用庫侖計,它是庫侖分析裝置的主要部件之一。常用的庫侖計有:滴定庫侖計、重量庫侖計(銀庫侖計)、氣體庫侖計、電子積分庫侖計等。下面介紹幾種常用的庫侖計。
1.氣體庫侖計(氫氧氣體庫侖計)
構造如圖6-5所示。左邊是一個點接管,上面帶有活塞,內裝0.5mol/LK2SO4溶液,管中焊兩片鉑電極;右邊是一支刻度管,電解管與刻度管用橡皮管聯接。管外為恒溫水浴套。
使用時,將它與電解串聯。當有電流流過時:
鉑陰極上析出氫氣: 2H2O====O2+4H++4e-
鉑陽極上析出氧氣: 4H2O+4e-====OH-+2H2
電解所產生的O2、H2會使刻度管的液面上升,電解前后液面差就可讀出氫氧氣體的總體積。根據Farady電解定律,96487c的電量,在標準狀況下,可產生11200mlH2、5600ml O2,共16800ml O2、H2混合氣體。即每庫侖電量析出16799/96487 =0,1742ml O2、H2混合氣體。設產生混合氣體的體積為V,則:
Q=V/(16799/96487)= V/0.1742
優點:氫氧庫侖計的準確度可達±0.1%,操作簡單,是Z常用的一種庫侖計。其缺點是:當I/S<0.0/cm2,產生較大的誤差。原因是陽極上同時產生少量的H2O2,來不及分解或進一步在陽極上氧化產生O2,就跑到溶液中并在陰極還原,使O2、H2混合氣體的體積減少(陽極電位較高時,有利于H2O2的氧化)。
如果用0.1mol/L硫酸肼代替K2SO4,陰極產物仍是氫氣,而陽極產物為氮氣:
N5H+5===N2+5H++4e-
這種庫侖計稱為氫氮庫侖計。電量計算公式同氫氧庫侖計。
2.電子積分庫侖計
以電流對時間積分可直接得到電量:
目前商品的庫侖儀都采用i-t電子積分儀來直接得到Q。
(三)、控制電位庫侖分析的過程
1.預電解,消除電活性雜質。通N2數分鐘除氧。在加入試樣前,先在比測定時約負0.3~0.4V的陰極電位下進行預電解,直到電流降低至一個很小的數值(即達到背景電流),不接通庫侖計。
2.將一定體積的試樣溶液加入到電解池中,接通庫侖計電解。當電解電流降低到背景電流時,停止。由庫侖計記錄的電量計算待測物質的含量。
四、控制電位庫侖分析的特點及應用
特點:①.不需要使用基準物質,準確度高。因為它是根據電量的測量來計算分析結果的,而電量的測量可以達到很高的精度,所以準確度高。
②.靈敏度高。能測定μg級的物質,如果校正空白值,并使用高精度的儀器,甚至可測定0.01μg級的物質。
由于控制電位庫侖分析法具有準確、靈敏、選擇性高等優點,因此,特別適用于混合物的測定,因而得到了廣泛的應用。可用于五十多種元素及其化合物的測定。其中包括氫、氧、鹵素等非金屬,、鈉、鈣、鎂、銅、銀、金、鉑族等金屬以及稀土元素等。
在有機和生化物質的合成和分析方面的應用也很廣泛,涉及的有機化合物達五十多種。例如,三(lu)乙酸的測定,血清中尿酸的測定,以及在多肽合成和加氫二聚作用等的應用。
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