库仑计(coulometer)又称“电量计”。一般指利用电流的化学作用测量电量和
电流的仪器,由阴、阳两
电极和
电解液组成。当数值稳定的
直流电通过时,在
阴极上就有
阳离子物质析出。
库仑计主要应用于测量电量和电流强度,还可利用库仑计检测法测定出材料的
氧气透过率。常见的有银库仑计、氢氧库仑计、氢氮库仑计、
电子积分式库仑计等。库仑计的种类在不断更新,比如自动
滴定微库仑计,它具有快速、灵敏、准确的特点,被广泛应用于石油化工领域和
环境监测领域。现代仪器多采用积分
运算放大器库仑计或数字库仑计测定电量。
库仑计是利用电流的化学作用测量电量和
电流的仪器。当数值稳定的
直流电通过时,在
阴极上就有
阳离子物质析出,由
电解出来的物质的量计算通过溶液的电量,即库仑计的原理。
气体库仑计是较易得到、使用方便的一种库仑计。以气体库仑计为例,它的构造主要有硬质玻璃制成的电解管,可收集氢氧混合气体(相当于500库仑左右的电量);恒温套筒,筒中盛水及温度计,供保持电解所产生的气体恒温用;两个铂电极,电解管中通常盛0.5M的K2SO4(或Na2SO4)溶液;量气管,用橡皮管使它与
电解管相连。库仑计的两极串联于电解电路中时,电解电流将通过电解管而使等当量的氢、氧混合气体析出,并通过测量被置换的液体体积的方法测量它们的总体积。
滴定式库仑计是用
标准溶液滴定库仑池中生成的某种物质,然后计算通过
电解池的电量。例如用银丝作为
阳极,铂片作为阴极,在圆形玻璃器显中充以0.03mol/L KBr+0.2 mol/L K2SO4进行
电解,其反应如下:
生成的OH-用0.01mol/L HCI
标准溶液漓定至pH=7.0,根据消耗的 HCI的量即可计算出生成的OH-的量,从而计算出通过
电解池的电量。这种库仑计装置简单,准确度也较高。测定10C的电量,准确度可达±0.1%;测定0.1C的电量,准确度可达±1%。
碘式库仑计也是滴定式库仑计的一种,在两个相连的玻璃器皿中各放置一根螺旋状铂丝,分别作为
阳极和
阴极。以0.5mol/L KI为
电解液,在电解过程中碘离子在阳极上氧化生成I2。
电解结束后,放出阳极区的I2溶液,用标准Na2S2O3溶液进行
滴定,根据消耗的Na2S2O3的量可计算出生成的I2的量,从而计算出通过
电解池的电量。这类库仑计的准确度可达±2%。
气体库仑计可以根据电解时产生的气体体积来直接读数,使用较为方便。气体库仑计是将一支
刻度管用
橡胶管与电解管相接,电解管中焊接两片铂
电极,管外装有恒温水套。常用的电解液是0.5mol/L K2SO4或Na2SO4,通过电流时,在
阳极上析出氧,
阴极上析出氢。在
标准状况下,1法拉第电量产生11.200L
氢气和5.600L
氧气,共产生16.800L气体,即每库仑电量相当于析出0.1741ml 氢氧混合气体。
电解前后刻度管中液面之差就是氢、氧气体的总体积。在标准状态下,每库仑电荷量析出0.1742mL氢、氧混合气体。这种库仑计使用简便,能测量10C以上的电量,准确度可达±0.1%,操作方便,但灵敏度较差,是早期最常用的一种库仑计,也称为氧氧库仑计。
在试验中,利用试验样品将渗透隔腔隔离成两个独立的
气流系统,使用两种气体:一种是标准气体(干燥氨气),另一种是确定透过量的试验气体(纯氧或含氧气体)。试验样品两边压力
相等,但氧气分压不同,即对于试验气体,试验样品两边存在一个分压差,而对于总压,试验样品两边是相等的,故这种方法称作等压法、或库仑计检测法、电量分析法。在氧气浓度差作用下,氧气透过薄膜并被
氮气流送至
传感器中,由传感器精确测定出氮气流所携带的氧气量,从而测定出材料的氧气透过率。
库仑计的种类在不断更新,比如自动
滴定微库仑计,它是一种新的库仑滴定方法,它具有快速、灵敏、准确的特点,被广泛应用于石油化工领域和
环境监测领域。现代仪器多采用积分
运算放大器库仑计或数字库仑计测定电量。数字库仑计由
单片机控制进行电量检测,能即时以数字显示电量,并能对电量、时间进行预置测量。