
【化】 gas phase coulometry
【化】 gaseous phase
【化】 coulometric titration; coulometry
气相库仑滴定法(Gas-phase Coulometric Titration)是一种基于法拉第电解定律的电化学分析方法,通过精确测量电解过程中消耗的电量来确定待测物质的含量。该方法在气体成分分析领域具有高灵敏度和选择性,尤其适用于痕量气体检测。
核心原理
根据法拉第定律,物质的量与电解反应中转移的电荷量成正比,公式表达为:
$$
m = frac{Q cdot M}{n cdot F}
$$
其中$m$为物质质量,$Q$为电量,$M$为摩尔质量,$n$为电子转移数,$F$为法拉第常数(96485 C/mol)。实验过程中通过恒定电流电解,记录达到终点所需时间计算总电量。
典型应用领域
该方法因具备自动化程度高、无需标准试剂的特点,被国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)列为推荐分析方法。具体操作流程可参考《分析化学前沿》(Springer出版社)第7章电化学分析技术部分。
气相库仑滴定法是一种结合气体反应与电化学分析的定量检测方法,其核心原理是通过电解产生的滴定剂与气相中的待测物质反应,并根据法拉第定律计算物质含量。以下从原理、步骤、公式和应用四个方面进行详细说明:
气相库仑滴定法的关键是将待测物质转化为气态反应产物,再通过载气(如空气)将其输送至电解池中,与电解生成的滴定剂发生定量反应。例如,硫元素在高温下生成二氧化硫(SO₂),由气流带入含碘化钾的电解池,与电解产生的碘(I₂)发生氧化还原反应。该方法结合了气体扩散的高效性与库仑滴定的高灵敏度。
根据法拉第电解定律,被测物质的质量($W$)计算公式为: $$ W = frac{Q cdot M}{n cdot F} $$ 其中:
气相传输效率可能受温度、气流速度影响,需通过标准样品校准系统误差。此外,仅适用于能转化为气态且与电解剂快速反应的物质。
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