第2节 极谱分析法的基本原理

极谱分析法的原理及应用1.背景介绍极谱分析法是一种基于原子（或分子）的能级结构和光谱的分析方法。

通过观察物质在特定能级和波长范围内的吸收、发射、散射等现象，可以得到物质的组成、结构和性质信息。

极谱分析法广泛应用于物理、化学、生物、地质等领域的研究和实践中。

2.原理介绍2.1 原子结构任何物质的原子都由核和电子组成。

核质子数决定了原子的元素，而核外的电子则决定了原子的化学性质。

每个电子都有一组特定的能级（或轨道），电子在这些能级上可以处于不同的激发态。

当电子从低能级跃迁到高能级时，会吸收特定波长的光；当电子从高能级跃迁到低能级时，会辐射特定波长的光。

2.2 能级结构原子的能级结构是由电子的能量级别和相应的波函数所决定的。

每个能级都对应着一组量子数，例如主量子数、角量子数、磁量子数等。

不同的能级对应着不同的能量和轨道形状，电子在不同的能级上具有不同的激发态。

2.3 光谱现象当物质受到激发或激光照射时，会发生吸收、发射或散射光的现象。

吸收光谱是物质吸收特定波长光的现象，可以用于分析物质的组成和浓度。

发射光谱是物质在受到激发后辐射出特定波长光的现象，可以用于分析物质的结构和性质。

散射光谱是物质对入射光的散射，可以用于研究物质的粒子大小和测定溶液中的颗粒物质。

3. 应用领域极谱分析法在许多领域都有广泛的应用。

下面列举了几个典型的应用领域：3.1 化学分析极谱分析法可以用于分析物质的组成、浓度和结构。

例如，通过测量样品对特定波长光的吸收光谱，可以确定样品中特定元素的浓度。

通过测量样品的紫外-可见吸收光谱，可以推断样品的结构和反应动力学等信息。

3.2 环境监测极谱分析法可以用于监测环境中的污染物。

例如，通过测量空气中颗粒物的散射光谱，可以分析颗粒物的大小和浓度。

通过测量水样的发射光谱，可以检测水中的有机物和无机物的种类和浓度。

3.3 生物医学研究极谱分析法在生物医学研究中有广泛的应用。

例如，通过测量生物体组织的红外吸收光谱，可以研究组织中的化学成分和结构。

极谱分析法的原理和应用1. 介绍极谱分析法是一种基于电化学原理的分析方法，用于测定溶液中元素的浓度和其它化学性质。

它主要通过观察和分析电流-电位曲线（极谱曲线）来获取所需信息。

本文将介绍极谱分析法的原理和常见应用。

2. 原理极谱分析法基于电化学纯净反应（如）发生在作为铅极（工作电极）材料上。

该纯净反应具有明确的电极动力学行为，并且可以用于测定特定元素的浓度。

主要的极谱方法有：线性扫描伏安法（Linear Sweep Voltammetry，LSV）、循环伏安法（Cyclic Voltammetry，CV）、方波伏安法（Square Wave Voltammetry，SWV）等。

这些方法在测定元素浓度时，可以绘制出电流-电位曲线，通过分析曲线形状、峰的位置和峰的大小等参数，来推断溶液中元素的浓度。

3. 应用极谱分析法在许多领域得到广泛应用。

以下是几个常见应用案例：3.1 环境监测极谱分析法可用于环境监测，例如检测水中的重金属污染物浓度。

通过测定水样中特定金属离子在溶液中的电位峰值，可以准确测定其浓度，实现对水质的快速检测和监测。

3.2 食品安全食品中的重金属污染物如铅、汞等对人体健康有害。

极谱分析法可以用于快速检测食品中的重金属元素含量。

通过确定食品样品中重金属元素的电位峰值，可以对食品安全性进行评估，并采取相应的措施，确保公众的食品安全。

3.3 药物分析极谱分析法在药物分析中也有广泛的应用。

通过测定药物样品中特定药物成分的电位峰值，可以确定药物的含量和纯度。

这对于药品生产和质量控制非常重要。

3.4 生物化学研究极谱分析法在生物化学研究中可以用于测定生物体内的重金属离子含量。

通过测量生物体内特定重金属离子的电位峰值，可以评估生物体受到重金属污染的程度，了解其对生物体的影响。

4. 结论极谱分析法是一种基于电化学原理的分析方法，可以用于测定溶液中元素的浓度和化学性质。

它通过分析电流-电位曲线来获取所需信息。

极谱法的基本原理明确极谱法的基本原理。

理解极谱定量分析的依据和极谱定性分析的依据，掌握半波电位的概念。

资源提供11．主题词：极谱法2．对应知识点：极谱法3．资源形式：讲解4．所属章节：第十章第二节直流极谱法亦可简称为极谱法，是以控制电位的电解过程为基础的极谱法。

其实验装置与一般电解装置大体相似，主要有三个部分：第一部分是提供可变外加电压的装置；第二部分是指示电压改变过程中进行电解时流过电解池电流变化的装置；第三部分是电解池。

极谱分析与电解分析装置的不同之处在于两个电极。

极谱分析使用的两个电极一般都是汞电极，其中一个是电极面积很小的滴汞电极，为工作电极；另一个是面积很大的汞电极，或电位恒定的饱和甘汞电极，为参比电极。

极谱法是通过获得的电流--电压曲线即极谱波或极谱图来进行分析测定的。

在外加电压还未达到被测物质的分解电压时，有一很小的电流通过电解池，此电流称之为残余电流。

电解开始后，随着外加电压增大，电流迅速增大，最后当外加电压增大到一定值时，电解电流不再增加，而达到一个极限电流。

称之为极限扩散电流，也叫波高。

在一定条件下，波高与被测浓度成正比，这是极谱定量分析的基础，1934年尤考维奇导出了扩散电流方程式，即尤考维奇方程：式中：为平均极限扩散电流；n为电极反应中的电子转移数；D为被测物在溶液中的扩散系数；m为汞流速；为滴汞周期（s）；c为被测物浓度。

从尤考维奇方程可知，影响极限扩散电流的主要因素有：毛细管特征（称为毛细管常数，它与汞柱压力的平方根成正比）、温度、滴汞电极电位和电解液组成。

在进行极谱分析时，残余电流即杂质产生的电解电流和电容电流干扰测定，需要设法消除，其实降低电容电流已成为极谱分析仪器发展的主流。

迁移电流和极谱极大可分别通过加入大量的支持电解质和极大抑制剂（如表面活性剂）来消除。

溶解氧在滴汞电极上还原，会产生两个极谱干扰测定，可通过惰性气体和加入不影响极谱分析的还原剂除氧。

在极谱电解过程中，由于控制反应速度的关键步骤不同，一般可将极谱波分成可逆波、不可逆波和动力波。