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文档简介
电分析化学法Electroanalyticalmethods仪器分析-电化学分析第一章电分析化学引论Introduction仪器分析-电化学分析一、概述问题什么是电分析化学法?它能给我们带来什么信息?电化学分析法的分类?和其他分析方法相比,这一方法有什么特点?仪器分析-电化学分析什么是电分析化学法?利用物质的电学及电化学性质来进行分析的方法通过将测定对象构成化学电池的一部分来实现测量电池的电化学参数如电位、电流、电导、电量等得到物质的种类及含量信息或物质的电化学性质仪器分析-电化学分析2.电化学分析的分类
按电化学参数分:电导、电位*、伏安*、库仑*按工作原理(方式):
直接法*、滴定法*、电重量法仪器分析-电化学分析3.电化学分析法的特点易实现自动化和连续化易实现小型化价格便宜成分分析和电化学性质研究化学平衡常数测定化学反应机理研究化学工业生产流程中的监测与自动控制环境监测生物、药物分析活体分析和监测仪器分析-电化学分析二、电化学分析基本概念化学电池:化学能与电能互相转换的装置原电池:自发地将化学能转变成电能的装置电解池:由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置。仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析
当电池工作时,电流必须在电池内部和外部流通,构成回路。电流是电荷的流动,外部电路是金属导体,移动的是带负电荷的电子。电池内部是电解质溶液,移动的是分别带正、负电荷的离子。为使电流能在整个回路中通过,必须在两个电极的金属/溶液界面处发生有电子跃迁的电极反应,即离子从电极上取得电子,或将电子交给电极。仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析原电池发生氧化反应的电极称为阳极(负极)发生还原反应的电极称为阴极(正极)
电解电池发生氧化反应的电极称为阳极(正极)发生还原反应的电极称为阴极(负极)电子流出为负极,电子流入为正极仪器分析-电化学分析化学电池可用图解法表示:Zn︱ZnSO4(0.1mol/L)‖CuSO4(0.1mol/L)︱Cu阳极(-)阴极(+)仪器分析-电化学分析电极反应:Ox
+ne-=Red
电极电位及能斯特方程:电动势:2.电极反应、电极电位及能斯特方程WaltherNernst1864-1941仪器分析-电化学分析(1)参比电极(referenceelectrode)
在恒温恒压条件下,电极电位不随溶液中被测离子活度的变化而变化,具有基本恒定的数值的电极。如氢电极:基准,电位值为零甘汞电极Ag/AgCl电极3.电极的种类(根据电极的作用分类)仪器分析-电化学分析甘汞电极金属汞+甘汞+氯化钾溶液电极表达式:Hg|Hg2Cl2(s),KCl电极反应:Hg2Cl2+2e→2Hg+2Cl-仪器分析-电化学分析饱和甘汞电极甘汞电极0.1mol/L标准甘汞电极(NCE)饱和甘汞电极(SCE)KCl(mol/L)0.11.0饱和溶液电极电位(V)+0.3365+0.2828+0.2438仪器分析-电化学分析金属Ag表面覆盖其难溶盐AgCl+Cl-AgCl+e→Ag+Cl-Ag/AgCl电极仪器分析-电化学分析(2)指示电极
在电化学电池中借以反映待测离子活度、发生所需电化学反应或响应激发信号的电极。即电极电位与被测物质活度(或浓度)有关。如:离子选择性电极(膜电极)零类电极(如Pt电极,滴Hg电极)金属-金属离子电极(Zn-Zn2+)仪器分析-电化学分析(3)工作电极工作电极是指在测试过程中可引起试液中待测组分浓度明显变化的电极,(伏安、库仑)如玻碳电极、Pt电极等(4)辅助电极或对电极
辅助电极(对电极)与工作电极形成通路,它只提供电子传递的场所。如Pt电极、玻碳电极等。仪器分析-电化学分析第二章电位分析法Potentiometry仪器分析-电化学分析一、电位分析简介1.装置示意图电位测量示意图将指示电极和参比电极一起插入待测溶液中,组成一个原电池,在零电流条件下测定两电极间的电位差(即所构成的原电池的电动势)。仪器分析-电化学分析2.零电流概念及其实现使电极上的氧化还原反应以极慢的速度进行,减少浓差极化现象,测量的电位值将更正确的反映电极电位。通过测量电路的高阻抗(>108Ω)实现。仪器分析-电化学分析二、pH电极及其测定原理pH测定的电极系统pH玻璃电极的构成内参比溶液内参比电极玻璃膜仪器分析-电化学分析2.pH电极的膜电位玻璃的组成及结构
玻璃水化层及其发生的化学反应仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析外部试液a外内部参比a内水化层水化层干玻璃Ag+AgCl仪器分析-电化学分析
膜电位及其表达式膜电位的表达式仪器分析-电化学分析pH值与膜电位的关系仪器分析-电化学分析3.pH电极的测定原理原电池表达式和电动势仪器分析-电化学分析Ag︱AgCl,0.1molL-1HCl︱玻璃膜︱试液‖KCl(饱和),Hg2Cl2︱Hg
玻璃电极为指示电极(负极),饱和甘汞电极为参比电极(正极),构成如下的原电池:玻璃电极EMELSCE则原电池的电动势E为:仪器分析-电化学分析pH值的测量如何得到K’?用标准溶液测定定位旋钮、斜率旋钮和温度旋钮的作用!仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析复合pH电极仪器分析-电化学分析pH>12,pH<pH实→负误差→碱(钠)差pH<1,pH>pH实→正误差→酸差IfH+活度下降以Na+为主的一价阳离子参与响应
原因pH值的测量误差仪器分析-电化学分析三、离子选择性电极1.电极选择性系数
H+离子选择电极对Na+的响应
仪器分析-电化学分析膜电位表达的通式
ni:被测离子i的电荷,nj:干扰离子j的电荷选择性系数Ki/j的意义在其它条件相同时,提供相同电位的欲测离子活度αi和干扰离子活度αj的比值选择性系数愈小,j离子对i离子的干扰愈小
估量某种干扰离子对测定造成的误差
仪器分析-电化学分析例题:离子选择性电极的选择性1.在含有Cl-和Br-的溶液中测定Cl-,KCl-/Br-=10-3,
Cl-=10-3mol/L,Br-=10-2mol/L,问Br-引起多大的测量误差?2.用Na+离子选择性电极测Na+
,已知
KNa+/Ca2+=5×10-4,欲测1.0×10-4mol/LNa+,问Ca2+的浓度如何控制才可使其造成的误差在5%以内。仪器分析-电化学分析1.解2.解仪器分析-电化学分析刚性基质电极流动载体电极敏化电极气敏电极酶电极晶体膜电极2.离子选择性电极的种类原电极非晶体膜电极均相膜电极非均相膜电极离子选择电极仪器分析-电化学分析(1)玻璃电极(刚性基质电极)(2)活动载体电极(液膜电极)(3)晶体膜电极(4)敏化电极:a气敏电极
b酶电极仪器分析-电化学分析(1)玻璃电极(刚性基质电极)敏感膜:玻璃膜内参比电极:Ag/AgCl电极内参比溶液:一价阳离子的氯化物溶液最常用的是pH玻璃电极和钠玻璃电极。仪器分析-电化学分析
被测离子玻璃组成(摩尔比)近似选择性系数Li+Na+Na+K+Ag+15Li2O-25Al2O3-60SiO211Na2O-18Al2O3-71SiO210.4Li2O-22.6Al2O3-67SiO227Na2O-5Al2O3-68SiO211Na2O-18Al2O3-71SiO2KLi+,Na+=0.3,KLi+,K+<10-3KNa+,K+=3.610-4(pH=11)KNa+,K+=3.310-4(pH=7)KNa+,K+=10-5KK+,Na+=510-2KAg+,Na+=10-3仪器分析-电化学分析(2)液膜电极(活动载体电极)敏感膜:溶解在与水不相溶的有机溶剂中的活性物质构成的憎水性薄膜根据组成膜材料的活性物质不同,分为带电荷的载体电极和中性载体电极两类钙离子选择性电极是这类电极的重要例子仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析(3)晶体膜电极敏感膜:难溶盐加压或拉制成的单晶、多晶或混晶。对形成难溶盐的阳离子或阴离子产生响应。氟离子选择性电极是目前最成功的单晶膜电极仪器分析-电化学分析氟离子选择性电极的结构电极膜:LaF3单晶(掺少量EuF2)内参比电极:Ag-AgCl电极内参比溶液:0.1mol·L-1的NaCl、0.1-0.01mol·L-1的NaF混合溶液(F-用来控制膜内表面的电位,Cl-用以固定内参比电极的电位)仪器分析-电化学分析干扰情况:高pH时:La水解,生成La(OH)3,释放出F-,正干扰低pH时:溶液中的F-生成HF或HF2-,负干扰
(-)Ag,AgCl(s)︱NaCl和NaF混合溶液︱LaF3膜︱试液(aF-)‖KCl(饱和),Hg2Cl2︱Hg(+)
组成电池的表示形式仪器分析-电化学分析(4)敏化电极气敏电极是一种基于界面化学反应的敏化电极,由离子选择性电极与参比电极置于内充有电解质溶液的管中组成的复合电极。pH变化→膜电位的产生→与铵离子浓度相关氨电极仪器分析-电化学分析
酶电极也是一种基于界面化学反应的敏化电极,酶在界面反应中起催化作用,而催化反应的产物是一种能被离子选择性电极所响应的物质。仪器分析-电化学分析四、电位分析定量方法1.直接电位法
(1)标准曲线法(2)标准加入法(3)连续标准加入法(格氏作图法)仪器分析-电化学分析(1)标准曲线法以Elgαi作图操作简单,适于较简单体系试样分析。膜电位工作电池的电动势仪器分析-电化学分析活度,浓度?温度干扰离子pH浓度范围响应时间讨论:影响测定的因素及其解决方法加入离子强度调节剂采用温度补偿(仪器)掩蔽、分离加缓冲溶液控制pH稀释等搅拌等仪器分析-电化学分析TISAB的作用:①保持较大、稳定的离子强度,使活度系数恒定②维持溶液适宜的pH范围,满足电极的要求③掩蔽干扰离子
例子:测F-过程所使用的TISAB典型组成1mol/LNaCl:使溶液保持较大稳定的离子强度0.25mol/LHAc和0.75mol/LNaAc:控制pH在5左右0.001mol/L柠檬酸钠:掩蔽Fe3+、Al3+等干扰离子总离子强度调节缓冲溶液(TISAB)仪器分析-电化学分析(2)标准加入法加入Cs,Vs后和并得令仪器分析-电化学分析取反对数得:当Vx>>Vs时待测溶液的基体成分复杂,难以使它与标准溶液相一致时使用该法,简单,快速仪器分析-电化学分析
(3)连续标准加入法(格氏作图法)以Vs为横坐标,以(Vs+Vx)10E/S为纵坐标,得直线,当y=0时,则仪器分析-电化学分析方法的准确度较一次标准加入法高仪器分析-电化学分析(4)直接电位法的测量误差即:ΔE=±1mv时,直接电位法测量相对误差约为:4%(一价离子)8%(二价离子)仪器分析-电化学分析2.电位滴定法(1)原理与特点
特点:
准确度较直接电位法高。能用于难以用指示剂判断终点的浑浊或有色溶液的滴定。用于非水溶液的滴定。能用于连续滴定和自动滴定,并适用于微量分析。仪器分析-电化学分析电位滴定装置仪器分析-电化学分析自动电位滴定仪仪器分析-电化学分析(2)终点确定法:E-V曲线法一级微商法:ΔE/ΔV-V曲线二级微商法:Δ2E/ΔV2-V曲线仪器分析-电化学分析例VEV平均ΔE/ΔVΔ2E/ΔV219.706.7319.7501.6019.806.8918.6719.8253.0019.857.0452.019.8755.6019.907.32124.019.92511.8019.957.91-136.019.9755.0020.008.1624.020.0253.8020.058.35终点:19.90+0.05(124/(124+136))=19.92mL仪器分析-电化学分析1.酸碱滴定通常采用pH玻璃电极为指示电极、饱和甘汞电极为参比电极。2.氧化还原滴定滴定过程中,氧化态和还原态的浓度比值发生变化,可采用Pt电极作为指示电极,饱和甘汞电极作参比电极。(3)应用仪器分析-电化学分析3.沉淀滴定根据不同的沉淀反应,选用不同的指示电极。4.络合滴定在用EDTA滴定金属离子时,可采用相应的离子选择性电极和Pt电极作为指示电极。饱和甘汞电极作参比电极。仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析5.电位分析法的特点选择性好灵敏度高,检测限10-4-10-8mol/L可用于在线检测仪器简单,可实现自动化仪器分析-电化学分析第三章库仑分析法
Coulometry
仪器分析-电化学分析1.电解分析法与库仑分析法的比较相同点将被测溶液置于电解装置中进行电解,使被测离子在电极上以金属或其它形式析出。不同点
——
电解分析法是根据电极所增加的重量求算出其含量的方法。实质是重量分析法。
——
库仑分析法是通过测量被测物质电解所消耗的电量来进行定量分析的方法。一、库仑分析基本原理仪器分析-电化学分析
装置:电解电池、正极(阳极)、负极(阴极)2.电解的发生仪器分析-电化学分析
电解过程电解硫酸铜(0.1mol/L)溶液,当逐渐增加电压,达到一定值后电解池中发生了如下反应:阴极反应:Cu2++2e=
Cu阳极反应:2H2O-4e=
O2+4H+电池电动势为:E=1.23-0.307=0.92(V)外加电压为0.92V时,阴极是否有铜析出?仪器分析-电化学分析
分解电压当外加电压增加至某一数值后,通过电解池的电流明显变大。这时的电极电位称析出电位(φ析),电池上的电压称分解电压(E分)。仪器分析-电化学分析E外实测
=(E阳
+η阳)-(E阴
+η阴)+iR电解回路的电压降(iR),超电位(η)仪器分析-电化学分析
产生超电位的原因:浓差极化:电流流过电极,表面形成浓度梯度。使正极电位增大,负极电位减小。电化学极化:电极反应速度慢,电极上聚集了一定的电荷。
减小浓差极化的方法:a.减小电流,增加电极面积;b.搅拌,有利于扩散仪器分析-电化学分析例如:0.01mol/LAg+,1.00mol/LCu2+进行电解已知:阴极阳极仪器分析-电化学分析如果Ag+=10-7mol/L,则各种物质的还原电位不仅和物质本身的种类有关,而且和它的浓度有关。要控制物质的还原,必须控制电位。控制电位可以使混合物得以分离和测定。仪器分析-电化学分析3.法拉第电解定律
(1)电极上发生反应的物质的质量与通过该体系的电量Q成正比;(2)通过等量的电量时电极上所沉积的各物质的质量与各该物质的M/n成正比如电流不恒定,而随时间不断变化,则仪器分析-电化学分析法拉第电解定律是库仑分析法的理论基础库仑分析法的关键(前提)是:100%的电流效率!仪器分析-电化学分析电流效率影响因素:溶剂的电极反应;其它物质(杂质)的电解反应;水中溶解氧;电解产物的再反应;充电电容等。
因此,满足前提的方法有:
控制电位库仑分析和恒电流库仑滴定!仪器分析-电化学分析二、库仑分析方法1.控制电位库仑分析法(1)为什么要控制阴极电位?(2)如何控制阴极电位?采用三电极系统仪器分析-电化学分析控制电位电解(库仑)分析装置示意图仪器分析-电化学分析(3)电量的测量采用库仑计银库仑计(重量库仑计)滴定库仑计气体库仑计:直接读数,适合常规分析电流积分库仑计:电子式,常规分析仪器分析-电化学分析滴定库仑计Pt阴极2H2O+2e-=2OH-+H2Ag阳极2Ag+2Br-2e=
2AgBr仪器分析-电化学分析1Q电量产生共产生0.1741mL气体气体库仑计阳极:H2O-2e=1/2O2+2H+阴极:2H++2e=H2仪器分析-电化学分析
通N2除氧。预电解,消除电活性杂质。预电解达到背景电流,不接通库仑计。将一定体积的试样溶液加入到电解池中,接通库仑计电解。当电解电流降低到背景电流时,停止。由库仑计记录的电量计算待测物质的含量。(4)实例与应用仪器分析-电化学分析(5)控制电位库仑分析法的特点无需基准物质选择性好,可用于几种离子的同时测定可用于无法析出的物质的测定灵敏度高准确度可达0.2%
仪器分析-电化学分析2.恒电流库仑滴定原理
在试液中加入大量物质,使该物质电解产生一种滴定剂,滴定剂与被测物定量反应后,借助于电位法或指示剂来指示滴定终点,电解随即结束。如何实现100%的电流效率?
仪器分析-电化学分析例:在酸性介质中测定Fe2+的含量,阳极反应为
Fe2+=Fe3++e
随着电极反应的进行,阳极电位需要增大才能保证电流恒定
2H2O=O2+4H+4e
如果加入大量的Ce3+,电流可保持恒定,且
Ce3+=Ce4++eFe2++Ce4+=Fe3++Ce3+
电流恒定,阳极电位由于大量Ce3+的存在而稳定,因此防止溶剂电极反应的发生,可使电流效率近100%。仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析等当点的确定
化学指示剂法灵敏度较低,适合于常量分析电位法加入一对电极,指示电位的变化(突跃)电流法、电导法等仪器分析-电化学分析
库仑滴定的特点分析结果是客观的通过测量电量得到,可用于基准物质纯度的测定。在较高的电流密度下进行,快速。滴定剂来自于电解时的电极产物,产生后立即与溶液中待测物质反应;滴定剂可以是不稳定的。
测量准确(0.2%),精密度高(0.005%)。灵敏度较高(10-5-10-9g/mL)。可实现自动滴定。仪器分析-电化学分析
库仑滴定的应用(1)酸碱滴定;
阳极反应:H2O=(1/2)O2+2H++2e
阴极反应:2H2O=H2+2OH--2e(2)沉淀滴定
阳极反应:Ag=Ag++e(Pb=Pb2++2e)(3)配位滴定
阴极反应:HgY+2e=Hg+Y4(4)氧化还原滴定
阳极反应:2Br-=Br2+2e
2I-=I2+2e仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析补充材料:自动库仑滴定
钢铁试样中含碳量的自动库仑测定原理:试样在1200℃左右燃烧,产生的CO2导入高氯酸钡酸性溶液,发生如下反应:
Ba(ClO4)2+H2O+CO2→BaCO3↓+2HClO4反应后溶液的酸度增加,开始电解,产生一定量OH-
2H2O+2e→2OH-+H2
(阴极反应)溶液恢复到原来酸度值时,停止电解。消耗的电量→产生的OH-
量→中和的HClO4量二摩尔的高氯酸相当于一摩尔的碳。可由仪器读数装置直接读出含碳量。仪器分析-电化学分析
卡尔.费休(KarlFisher)法测定微量水基本原理:利用I2氧化SO2时,水定量参与反应。I2+SO2+2H20=2HI+H2SO4卡尔.费休试剂:由碘、吡啶、甲醇、二氧化硫、水按一定比例组成。以上反应为平衡反应,需要破坏平衡:电解产生碘:1g水对应10.722毫库仑电量。(1)吡啶:中和生成的HI(2)甲醇:防止副反应发生仪器分析-电化学分析作业P2002、7、9仪器分析-电化学分析第四章极谱分析与伏安分析法
PolarographyandVoltammetry仪器分析-电化学分析一、极谱分析装置及基本原理1.伏安分析和极谱分析的定义伏安分析法:以测定电解过程中的电流-电压曲线为基础的电化学分析方法极谱分析法:采用滴汞电极作为工作电极的伏安分析法,是伏安分析的一个特例。仪器分析-电化学分析
2.极谱分析装置E外=φa-φc+iRiR很小,可忽略阳极采用甘汞电极,电位不变E外=-φc(SCE)即阴极电位可控,并随外加电压的变化同步变化实际常采用三电极系统控制阴极电位的变化仪器分析-电化学分析3.极谱波的形成
实验现象用上述装置电解CdCl2,以I~E做图得仪器分析-电化学分析(2)极谱曲线的解析电流开始上生阶段刚达镉的分解电压,Cd2+开始还原,电流上升滴汞电极反应:Cd2++2e+Hg==Cd(Hg)甘汞电极反应:2Hg-2e+2Cl-==Hg2Cl2残余电流仪器分析-电化学分析电流急剧上升阶段
产生浓差极化,形成扩散层扩散电流:极限扩散区达到完全浓差极化,δ为常数此时达到极限电流值id
id
=kc,
id
称为极限扩散电流仪器分析-电化学分析(3)涉及概念极化浓差极化及形成条件极化电极A小,反应离子数/单位面积大,Cs→0C低静止仪器分析-电化学分析
极化电极与去极化电极
面积小,电解时电流密度大,容易发生浓差极化,这样的电极称之为极化电极,如滴汞电极。面积大,电解时电流密度小,不会发生浓差极化,这样的电极称之为去极化电极,如甘汞电极或大面积汞层。仪器分析-电化学分析电极毛细管口处的汞滴很小,易形成浓差极化;汞滴不断滴落,使电极表面不断更新,重复性好;氢在汞上还原的超电位较大,可在酸性溶液中进行测定;金属与汞生成汞齐,降低其析出电位,使碱金属和碱土金属也可分析。
滴汞电极的特点仪器分析-电化学分析
极谱波图受汞滴周期性滴落的影响,汞滴面积的变化使电流呈快速锯齿性变化仪器分析-电化学分析二.极谱定量分析基础与定性分析1.极谱定量分析
(1)极谱分析定量依据——扩散电流方程
id=KC0K=607nD1/2m2/3t1/6id=607nD1/2m2/3t1/6C0(尤考维奇公式)id每滴汞上的平均极限电流(uA)n
电极反应中转移的电子数D扩散系数,t
滴汞周期(s)c0
待测物原始浓度(mmol/L)m
汞流速度(mg/s)仪器分析-电化学分析n,D
取决于被测物质的特性将706nD1/2定义为扩散电流常数,用I
表示。
m,t
取决于毛细管特性,m2/3t
1/6定义为毛细管特性常数,用k表示。
则:(id)平均
=I·
k·c
I、k越大,测定越灵敏。(2)对扩散电流方程的讨论仪器分析-电化学分析影响扩散电流的因素被测物质的性质及浓度毛细管特性的影响温度的影响基质的影响id正比于c的条件控制好实验条件,如温度、底物、毛细管特性等仪器分析-电化学分析依据公式:id
=Kc
可进行定量计算。早期,极限扩散电流由极谱图上量出,用波高直接进行计算。(3)极谱定量方法极谱波波高测量示意图仪器分析-电化学分析直接比较法(标准曲线法的特例)标准曲线法标准加入法仪器分析-电化学分析2.极谱定性分析
什么是半波电位?当电流等于极限扩散电流的一半时的电位,该电位与浓度无关,是极谱定性分析的依据.仪器分析-电化学分析(2)极谱波方程式公式推导描述极谱波上电流与电位之间关系
A+ne-=B
cAe
可还原离子在滴汞电极表面的浓度
cBe汞齐中B的浓度仪器分析-电化学分析由扩散电流公式:
-id=kAcA(2)在未达到完全浓差极化前,cAe不等于零;则(2)-(3)得:仪器分析-电化学分析
根据法拉第电解定律将(5)和(4)代入(2)极谱波方程式!仪器分析-电化学分析在1mol/LKCl底液中,不同浓度的Cd2+极谱波i=1/2id时的电位为半波电位
E=E’即电极电位与浓度无关故可利用半波电位进行定性分析
对极谱波方程的讨论仪器分析-电化学分析(3)半波电位的影响因素支持电解质的种类与浓度温度形成配合物酸度极大抑制剂的用量仪器分析-电化学分析表某些金属离子在不同底液中的半波电位(V)底液金属离子1molL-1KCl1molL-1HCl1molL-1KOH2molL-1HAc+2molL-1NH4Ac1molL-1NH3+1molL-1NH4ClAl3+Fe3+Fe2+Mn2+Co2+Ni2+Zn2+-1.75>0-1.30-1.51-1.30-1.10-1.00->0-------1.46(-0.9)-1.70-1.43--1.48->0---1.1-1.1-1.1--1.49(-0.34)-1.66-1.29-1.10-1.35仪器分析-电化学分析仪器分析-电化学分析三、干扰及其消除方法现象原因微量杂质等所产生的微弱电流电容电流(充电电流):影响极谱分析灵敏度的主要因素减小措施可通过试剂提纯、预电解、除氧等采用新技术1.残余电流仪器分析-电化学分析
现象原因由于带电荷的被测离子(或带极性的分子)在静电场力的作用下运动到电极表面所形成的电流减小措施加入大量的支持电解质2.迁移电流仪器分析-电化学分析3.极谱极大
现象产生的原因溪流运动消除方法
加入小量极大抑制剂(表面活性剂)仪器分析-电化学分析氧波原因如酸性溶液中:
O2+2H++2e=H2O2-0.05v(vs.SCE)
H2O2+2H++2e=2H2O-0.94v(vs.SCE)消除通惰性气体如N2,碱性溶液中可加亚硫酸钠氢波
-1.2~-1.4V起波,在碱性溶液中测定4.氧波与氢波仪器分析-电化学分析可逆与不可逆波
可逆波:电流只受扩散控制
不可逆波:电流受扩散速度和电极反应速度控制仪器分析-电化学分析四、经典极谱分析法小结1.常规极谱法分析过程
两支电极:工作电极为极化电极加支持电解质、极大抑制剂除氧静止状态下电压扫描,速度:5mv/s,3-5s/滴,一次测定40-80滴记录E-i曲线仪器分析-电化学分析2.特点灵敏度,10-2~10-4mol/L可同时测4-5种物质对同一份溶液可多次测量可用于电极活性物质的测定3.局限灵敏度低、检出限高(电容电流的影响)分辨率低(半波电位差>100mv,可逆波)仪器分析-电化学分析四、极谱分析法的发展与伏安分析法4.解决途径减小ic(充电电流)增大if(电解电流)仪器分析-电化学分析单扫描极谱(循环伏安法)方波极谱脉冲极谱溶出伏安法极谱催化波仪器分析-电化学分析1.单扫描极谱分析法
原理与装置又称直流示波极谱法,以示波器为电信号检测器仪器分析-电化学分析阴极射线示波器X轴坐标:扫描电压Y轴坐标:扩散电流电压施加的方式:
(1)在汞滴生长的后期,加线性增长的锯齿波脉冲电压(2)电压的扫描速度极快,0.25v/s仪器分析-电化学分析p=1/2
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