【標(biāo) 題】:極譜法的分類
【作者單位】:山東濟(jì)寧東盛電子儀器有限公司
【內(nèi)容摘要】: 極譜法分為控制電位極譜法和控制電流極譜法兩大類。在控制電位極譜法中,電極電位是被控制的激發(fā)信號(hào),電流是被測(cè)定的響應(yīng)信號(hào)。在控制電流極譜法中,電流是被控制的激發(fā)信號(hào),電極電位是被測(cè)定的響應(yīng)信號(hào)?刂齐娢粯O譜法包括直流極譜法、交流極譜法、單掃描極譜法、方波極譜法、脈沖極譜法等?刂齐娏鳂O譜法有示波極譜法。此外還有極譜催化波、溶出伏安法。 直流極譜法 又稱恒電位極譜法。通過測(cè)定電解過程中得到電流-電位曲線來確定溶液中被測(cè)成分的濃度。其特點(diǎn)是電極電位改變的速率很慢。它是一種廣泛應(yīng)用的快速分析方法,適用于測(cè)定能在電極上還原或氧化的物質(zhì)。 交流極譜法 將一個(gè)小振幅(幾到幾十毫伏)的低
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極譜法分為控制電位極譜法和控制電流極譜法兩大類。在控制電位極譜法中,電極電位是被控制的激發(fā)信號(hào),電流是被測(cè)定的響應(yīng)信號(hào)。在控制電流極譜法中,電流是被控制的激發(fā)信號(hào),電極電位是被測(cè)定的響應(yīng)信號(hào)?刂齐娢粯O譜法包括直流極譜法、交流極譜法、單掃描極譜法、方波極譜法、脈沖極譜法等。控制電流極譜法有示波極譜法。此外還有極譜催化波、溶出伏安法。 直流極譜法 又稱恒電位極譜法。通過測(cè)定電解過程中得到電流-電位曲線來確定溶液中被測(cè)成分的濃度。其特點(diǎn)是電極電位改變的速率很慢。它是一種廣泛應(yīng)用的快速分析方法,適用于測(cè)定能在電極上還原或氧化的物質(zhì)。 交流極譜法 將一個(gè)小振幅(幾到幾十毫伏)的低頻正弦電壓疊加在直流極譜的直流電壓上面,通過測(cè)量電解池的支流電流得到交流極譜波 ,峰電位等于 直流極譜的半波電位E1/2,峰電流 ip與被測(cè)物質(zhì)濃度成正比。該法的特點(diǎn)是:①交流極譜波呈峰形 ,靈敏度比直流極譜高 ,檢測(cè)下限可達(dá)到10-7mol/L。②分辨率高,可分辨峰電位相差40mV的相鄰兩極譜波。③抗干擾能力強(qiáng),前還原物質(zhì)不干擾后還原物質(zhì)的極譜波測(cè)量。④疊加的交流電壓使雙電層迅速充放電,充電電流較大,限制了最低可檢測(cè)濃度進(jìn)一步降低。 單掃描極譜法 在一個(gè)汞滴生長(zhǎng)的后期,其面積基本保持恒定的時(shí)候,在電解池兩電極上快速施加一脈沖電壓,同時(shí)用示波器觀察在一個(gè)滴汞上所產(chǎn)生的電流?電壓曲線。該法的特點(diǎn)是:①極譜波呈峰形,靈敏度比直流極譜法高1~2個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)下限可達(dá)到10-7mol/L。②分辨率高,抗干擾能力強(qiáng)?煞直娣咫娢幌嗖50mV的相鄰兩極譜波,前還原物質(zhì)的濃度比后還原物質(zhì)濃度大100~1000 倍也不干擾測(cè)定。③快速施加極化電壓,產(chǎn)生較大的充電電流,故需采取有效補(bǔ)償充電電流的措施。④不可逆過程不出現(xiàn)極譜峰,減小以至完全消除了氧波的干擾。 方波極譜法 在通常的緩慢改變的直流電壓上面,疊加上一個(gè)低頻率小振幅(≤50mV)的方形波電壓,并在方波電壓改變方向前的一瞬間記錄通過電解池的交流電流成分。方波極譜波呈峰形,峰電位Ep和直流極譜的E1/2相同,峰電流與被測(cè)物質(zhì)濃度成正比。該法的特點(diǎn)是:①它是在充電電流充分衰減的時(shí)刻記錄電流,極譜電流中沒有充電電流,因此可以通過放大電流來提高靈敏度,檢測(cè)下限可達(dá)到 10-8~10-9mol/L。②分辨率高,抗干擾能力強(qiáng)。可分辨峰電位相差25mV的相鄰兩極譜波,前還原物質(zhì)的量為后還原物質(zhì)的量104倍時(shí),仍能有效地測(cè)定痕量的后還原物質(zhì)。③氧波的峰電流很小,在分析含量較高的物質(zhì)時(shí),可以不需除氧。④為了減小時(shí)間常數(shù),充分衰減充電電流,要求被測(cè)溶液內(nèi)阻不大于50Ω,支持電解質(zhì)濃度不低于0.2mol/L,因此要求試劑具有特別高的純度。⑤毛細(xì)管噪聲電流較大,限制了靈敏度的進(jìn)一步提高。 脈沖極譜法 在汞滴生長(zhǎng)到一定面積時(shí)在直流電壓上面疊加一小振幅(10~100mV)的脈沖方波電壓并在方波后期測(cè)量脈沖電壓所產(chǎn)生的電流。依脈沖方波電壓施加方式不同 ,脈沖極譜法分為示差脈沖極譜和常規(guī)脈沖極譜。前者是直流線性掃描電壓上疊加一個(gè)等幅方波脈沖,得到的極譜波呈峰形,后者施加的方波脈沖幅度是隨時(shí)間線性增加的,得到的每個(gè)脈沖的電流-電壓曲線與直流極譜的電流-電壓曲線相似。該法的特點(diǎn)是:①靈敏度高,在充分衰減充電電流ic和毛細(xì)管噪聲電流iN的基礎(chǔ)上放大法拉第電流,使檢測(cè)下限可以達(dá)到10-8~10-9mol/L。②分辨率好,抗干擾能力強(qiáng)?煞直鍱1/2或Ep相差25mV的相鄰兩極譜波,前還原物質(zhì)的量比被測(cè)物質(zhì)的量高5×104倍也不干擾測(cè)定。③由于脈沖持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),使用較低濃度的支持電解質(zhì)時(shí)仍可使iC和iN充分衰減 ,從而可降低空白值。④脈沖持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),電極反應(yīng)速度緩慢的不可逆反應(yīng),如許多有機(jī)化合物的電極反應(yīng),也可達(dá)到相當(dāng)高的靈敏度,檢測(cè)下限可以達(dá)到10-8mol/L。 示波極譜法 一種控制電流極譜法,用示波器觀察或記錄極譜曲線。示波極譜裝置和極譜曲線見圖2。常用的極化電極是懸汞電極和汞膜電極,參比電極是鍍汞銀電極、汞池電極或鎢電極。將220V交流正弦電壓經(jīng)高電阻R(約105~106Ω)調(diào)壓至2V加到電解池上。在交流電壓上疊加一可調(diào)直流電壓,以在0~-2V范圍內(nèi)提供一個(gè)固定的電位。交流電的高電壓幾乎全部落在高電阻上,通過電解池的交流電流的振幅是恒定的,主要是測(cè)定它的電流變化。示波管的垂直偏向板與兩個(gè)電極相連,在水平偏向板上用鋸齒波掃描。當(dāng)掃描電壓與交流電壓同步和使用固定微電極時(shí),熒光屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的電位時(shí)間曲線。根據(jù)記錄方式不同,可以得到三種類型的電位時(shí)間曲線:E-t曲線、曲線與曲線。支持電解質(zhì)的交流Et曲線具有正弦形狀,被水平的恒定電位延滯而割短,當(dāng)溶液中有電活性物質(zhì)存在時(shí),在曲線上相應(yīng)于電極反應(yīng)的電位處呈現(xiàn)分步的時(shí)間延滯,延滯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)電位等于直流極譜波的E1/2 ,延滯的長(zhǎng)度取決于被測(cè)物質(zhì)的濃度。E-t曲線上的延滯在和曲線上表現(xiàn)為切口 ,對(duì)于可逆反應(yīng),陽(yáng)極和陰極切口是相對(duì)應(yīng)的。切口的深度隨被物質(zhì)濃度增大而加深,可用作定量分析,但靈敏度不高,檢測(cè)下限只能到10-5mol/L。示波極譜法可用鑒別電極上的吸附現(xiàn)象和電極反應(yīng)的可逆性
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