直流極譜法

直流極譜法

直流極譜法也稱恆電位極譜法。是一種通過測定電解過程中所得的電流-電位曲線來確定溶液中被測成分的濃度的電化學分析法。

基本介紹

  • 中文名:直流極譜法
  • 外文名:Dc polarography
  • 學科:電子工程
  • 領域:工程技術
結構原理,極譜測定過程,特點,定量分析方法,套用,

結構原理

①加電壓裝置:它提供加在電解池兩個電極的直流電壓,包括直流電源(3~4伏)、分壓電阻 R等。通過調節分壓電阻改變加到電解池兩個電極上的電壓,其數值由伏特計指示。
②測量電流的裝置包括檢流計和分流器。由於極譜電流很小,以微安為單位,要用比較靈敏的檢流計。
③電解池有兩個電極:一個是面積很小的、表面不斷更新的滴汞電極,叫指示電極;另一個是面積比較大的電位保持恆定的電極,叫參比電極,通常是甘汞電極或鍍汞銀電極。極譜電解池不用攪拌溶液的裝置,需要經常通入氮氣或氫氣,以除去溶液中的氧。
直流極譜法

極譜測定過程

極譜測定過程以測定Tl的濃度為例,被測物是硝酸鉈TlNO3水溶液,濃度約10Μ。測定前先在溶液中加入比TlNO3濃度大50~100倍的另一種無機鹽(如氯化鉀),稱為支持電解質,它的作用是解脫電解過程中Tl在溶液中承擔的傳導電流的作用。還要在溶液中加入一滴酸性品紅溶液或其他極化抑制劑,以消除測定過程中可能出現的異常極譜電流(極大現象)。

特點

①極譜法使用兩個電極:極化電極和去極化電極。它使用滴汞電極為指示電極,它的電位隨外加電壓的變化而變,稱為極化電極。參比電極面積很大,電位保持恆定,不隨外加電壓的變化而變,稱為去極化電極。
如果通過電解池的電流為i,線路中的總電阻為R,外加電壓為V,滴汞電極的電位為Edme,參比電極的電位為ES,則可得: V=(ES-Edme)-iR
Edme-ES=-(V+iR)
由於參比電極的電位不變,以參比電極的電位為標準的滴汞電極的電位完全隨外加電壓的變化而變,就可以通過控制滴汞電極的電位,使標準電極電位值有差異的金屬離子在不同的電位析出。
②極譜電流是滴汞電極上電極反應的結果。在一定的電極電位下,電流的大小決定於被測定物質到達電極表面的速度。物質到達電極表面通常依靠三種傳質運動:即電遷移運動、對流運動和擴散運動。極譜測定是在電解液保持完全靜止的條件下進行的,就消除了對流運動;支持電解質的套用又解脫了被測定離子在電解過程中的導電作用,從而消除了電遷移運動。因此,被測定離子到達電極表面只能靠擴散運動。它來源於電極表面不同區域離子濃度的差異。

定量分析方法

①工作曲線法分析大量同類樣品時用,配製一系列標準溶液,用同一滴汞電極(m和t1一定),在同一溫度和電壓下測量波高,然後繪製濃度-波高曲線。在測定未知溶液時,用同樣的電極在同樣條件下測量波高,由工作曲線上找出其濃度。
②標準加入法先取Μ毫升試樣溶液,測量其波高h,然後加入N毫升被測離子的標準溶液(濃度為cs),再測一次波高,其值為H。

套用

直流極譜法是一種廣泛套用的快速分析方法,適用於測定能在電極上還原或氧化的物質,包括有機物和無機物,測Cu、Cd、Zn、Ni、Pb、Na、Fe、K、Eu、Sn、In、Tl時,濃度範圍為10~10M,誤差一般為±1%。使用精密的儀器時,誤差為±0.5%。

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