库仑分析法和电重量分析法

库仑分析法和电重量分析法通过对分析物进行彻底电解，并测量所消耗的电荷量或沉积的质量来确定分析物。

Definition

库仑分析法和电重量分析法是电分析方法，通过在电极上将分析物完全转化，并分别测量通过的总电荷量或沉积的物质质量来量化分析物。

Scope

本主题涵盖电分析中的大体积电解方法：控制电位和控制电流库仑分析法、通过电化学方式生成滴定剂的库仑滴定法，以及分析物定量沉积在电极上并称重的电重量分析法。它讨论了完全电解和电流效率的要求，以及这些方法作为无需校准的初级技术的吸引力。

Core questions

• 法拉第定律如何使电荷成为分析物量的直接量度？
• 为什么库仑分析法和电重量分析法可以作为无需校准的初级方法？
• 完全电解和高电流效率需要什么？
• 库仑滴定法如何高精度地原位生成滴定剂？

Key theories

法拉第电解定律

在电极上反应的物质的量与通过的电荷量成正比，比例常数由法拉第常数和反应中电子数确定；这使得测量的电荷或沉积的质量成为分析物量的绝对量度，无需外部校准。

Mechanisms

分析物在工作电极上被完全电解。在库仑分析法中，所需的总电荷量——在控制电位下直接测量，或在控制电流下通过电流乘以时间测量——根据法拉第定律给出分析物的量，前提是电流效率基本达到百分之百。在库仑滴定法中，恒定电流生成与分析物反应的滴定剂，达到终点所需的时间决定了电荷量。在电重量分析法中，分析物以固体形式沉积在已称重的电极上，其质量增加量化了分析物。

Clinical relevance

库仑分析法是卡尔·费休水分分析和氯化物测量等精确测定的基础，并作为标准认证的参考和初级方法，而电重量分析法用于铜等金属的精确测定。

History

其定量基础是法拉第在19世纪提出的电解定律。电重量分析法是金属测定最早的仪器方法之一。控制电位和恒定电流库仑分析法在20世纪中期由Lingane等人开发和系统化，确立了库仑滴定和分析作为精确的初级技术。

Key figures

• Michael Faraday
• Karl Fischer
• James J. Lingane

Seminal works

• harris2020
• skoog2017
• bard2001

Frequently asked questions

为什么库仑分析法和电重量分析法被称为初级方法？

它们依赖于法拉第定律，该定律通过基本常数将分析物量直接与测量的电荷或质量联系起来，因此它们无需根据分析物标准进行校准，并且本身可以认证其他测量结果。

库仑分析法中的电流效率意味着什么？

它是通过的电荷中用于目标分析物反应的比例；为了获得准确结果，几乎所有电流都必须驱动该反应，没有副反应消耗电荷。