第五章伏安和极谱分析法
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伏安与极谱分析法
伏安与极谱分析法是根据电解池中所发生的电化学现象,通过记录电流-电压曲线进行分析的方法。
所不同的是伏安法使用固体或固定电极作工作电极而极谱法使用液态汞电极作工作电极,本章的重点、难点与需要掌握的知识要点如下:
1.极谱波的形成。
极谱定量分析的基础是极限扩散电流与溶液中待测离子的浓度呈正比,即i d =kC, 扩散电流方程式c 9nD 607id 6113/2m τ⋅⋅=
极谱定量方法:除标准曲线法之外,常用标准加入法 ;极谱波方程式描述了扩散电流与电位之间的关系,简单金属离子的极谱波方程式:i
i id lg n 059.0E E 21e d -+
=⋅,金属络合物的极谱波方程式: i i id n L n x Kc D D n E E Mc a e d -+--+︒=⋅lg 059.0]lg[059.0lg 2059.0lg 059.02121
i
i id lg n 059.0)E (E c e d 21-+
=⋅ 脉冲极谱法的基本原理和主要特点,单扫描示波极谱法的原理及其特点,循环伏安法的原理及特点,溶出伏安法的原理及其应用。
本章以课堂讲授的方式,学时分配为5。
第五章伏安法和极谱分析法基本要求:1.掌握直流极谱法的基本原理及其不足之处2.掌握尤考维奇方程和极谱波方程3.理解单扫描极谱法、脉冲极谱法和阳极溶出伏安法灵敏度高的原因4.掌握循环伏安法的原理及应用伏安法(V oltammetry)和极谱分析法(Polarography)都是通过由电解过程中所得的电流-电位(电压)或电位-时间曲线进行分析的方法。
它们的区别在于伏安法使用的极化电极是固体电极或表面不能更新的液体电极,而极谱分析法使用的是表面能够周期更新的滴汞电极。
自1922年J.Heyrovsky开创极谱学以来,极谱分析在理论和实际应用上发展迅速。
继直流极谱法后,相继出现了单扫描极谱法、脉冲极谱法、卷积伏安法等各种快速、灵敏的现代极谱分析方法,使极谱分析成为电化学分析的重要组成部分。
极谱分析法不仅可用于痕量物质的测定,而且还可用于化学反应机理,电极动力学及平衡常数测定等基础理论的研究。
与两种电解过程相对应,极谱分析法也可分为控制电位极谱法(如直流极谱法、单扫描极谱法、脉冲极谱法和溶出伏安法等)和控制电流极谱法(如交流示波极谱法和计时电位法等)。
5.1 直流极谱法5.1.1 原理1.装置直流极谱法也称恒电位极谱法,其装置如图5-1所示。
它包括测量电压、测量电流和极谱电解池三部分。
图5-1 直流极谱装置示意图图5-2 饱和甘汞电极(a)和滴汞电极(b)现以测定Pb2+和Zn2+为例。
在电解池中安装一支面积小的滴汞电极,另一支面积大的饱和甘汞电极,如图5-2所示。
电解池中盛有浓度均为1.00 ×10-3mol·L-1Pb2+ 和Zn2+ 溶液以及0.1mol·L-1KCl(称为支持电解质,浓度比被测离子大50-100倍),并加入1%的动物胶(称为极大抑制剂)几滴。
电解前,通入N2除去电解液中溶解的O2。
按图5-1,以滴汞电极为阴极,饱和甘汞电极为阳极,在不搅拌溶液的静止条件下电解。
第五章极谱与伏安分析法一、简答题1.伏安和极谱分析时一种特殊情况下的电解形式,其特殊表观在哪些方面2.极谱分析法采用的滴汞电极具有哪些特点在极谱分析法中为什么常用三电极系统3.什么是极化电极什么是去极电极试结合极谱分析加以说明。
4.何谓半波电位它有何性质和用途5.何谓极谱扩散电流方程式(也称尤考维奇方程式)式中各符号的意义及单位是什么6.影响极谱扩散电流的因素是什么极谱干扰电流有哪些如何消除7.极谱的底液包括哪些物质其作用是什么8.直流极谱法有哪些局限性应从哪些方面来克服这些局限性9.试比较单扫描极谱法及循环伏安法的原理、特点和应用等方面的异同点。
10.试述脉冲极谱法的基本原理,为什么示差脉冲极谱法的灵敏度较高11.极谱催化波有哪些类型各类催化波产生的过程有何不同12.试述溶出伏安法的基本原理及分析过程,解释溶出伏安法灵敏度比较高的原因。
13.脉冲极谱的主要特点是什么14.单扫描极谱与普通极谱的曲线图形是否有差别为什么15. 在极谱分析中,为什么要使用滴汞电极16. 在极谱分析中,影响扩散电流的主要因素有那些测定中如何注意这些影响因素17.为何说极谱分析是一种特殊的电解分析18.在极谱分析中,为什么要加入大量支持电解质19.极谱分析的定量依据是什么有哪些定量方法20.影响扩散电流的主要因素有哪些测定时,如何注意这些影响影响因素二、填空题型笔录式极谱仪由三部分组成,即主机、记录仪和。
2.滴汞电极的滴汞面积很,电解时电流密度很,很容易发生极化,是极谱分析的。
3.极谱极大可由在被测电解液中加入少量物质予以抑制,加入可消除迁移电流。
4. 是残余电流的主要部分,这种电流是由于对滴汞电极和待测液的形成的,所以也叫。
5.选择极谱底液应遵循的原则:好;极限扩散电流与物质浓度的关系;干扰少等。
6.我国生产的示波极谱仪采用的滴汞时间间隔一般为7s,在最后s才加上我的以观察i-v曲线。
7.示波极谱仪采用三电极系统是为了确保工作电极的电位完全受的控制,而参比电极的电位始终保持为的恒电位控制体系,所以i-v即。