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微库仑硫电解池的工作原理基于电解原理和氧化还原反应,通过测量电解时消耗的电量计算硫含量。其核心过程如下:电解池平衡状态检测前,电解质溶液中的碘三离子(I₃⁻)与碘离子(I⁻)浓度保持恒定比例。此时电解池不工作,处于平衡状态。
硫元素引入后的反应:
当含硫气体(如二氧化硫)通入电解池时,I₃⁻与SO₂发生氧化还原反应:
SO₂ + I₃⁻ + 2H₂O → SO₄²⁻ + 4H⁺ + 3I⁻
此反应破坏了原有的电化学平衡,导致I₃⁻浓度降低。
电解恢复平衡
电解池通过阳极(Pt电极)释放电子,将碘离子(I⁻)氧化为I₃⁻:
3I⁻ → I₃⁻ + 2e⁻
同时阴极(Pt电极)发生还原反应生成氢气(H₂),消耗H⁺以维持溶液pH稳定。
微库仑硫电解池 电量计算依据
根据法拉第定律,消耗的电量与硫的物质的量呈线性关系。例如,转移1 mol电子对应生成1 mol I₃⁻,通过测量电解消耗的电量(如96500库仑/mol电子),可换算出硫的含量。
影响因素
若样品中含少量三氧化硫(SO₃),会消耗更多电量但实际硫含量未增加,导致测定结果偏高;若含氧气(O₂),可能加速SO₂反应但不影响测定原理。