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仪器分析仪器分析课程组第十五章伏安法和极谱分析法第十五章伏安法和极谱分析法15.3 溶出伏安法1. 基本原理*2. 分类3. 方法特点*4. 工作电极5. 应用1. 溶出伏安法基本原理*•首先使待测物质在一定电位下电解或吸附富集一段时间，然后进行电位扫描，使富集在电极上的物质溶出，并记录电流-电位曲线，进行定量分析。
•它包括富集和溶出两个过程。
2. 溶出伏安法分类阳极溶出伏安法：溶出时工作电极发生氧化反应阴极溶出伏安法：溶出时工作电极发生还原反应溶出伏安法原理图电富集时的电解电位线性扫描伏安法微分脉冲法3. 溶出伏安法的特点*a. 灵敏度很高，可达到10-11mol/L，是最灵敏的电化学分析方法;b. 可以测定金属离子，还可以测定阴离子;c.试样用量少, 可少至1 --0.1 mLd.可同时测定数种物质（6-7 种）e. 电解富集较为费时（3～15min），重现性相对较差;f. 采用汞膜电极提高灵敏度1-2个数量级。
4. 溶出伏安法的工作电极三电极体系•悬汞电极•汞膜电极•其它固体电极悬汞电极机械挤压式挂吊式能形成汞齐的金属元素、能形成难溶汞盐的阴离子❖优点：容易制备，使用方便；应用的电位范围宽。
汞膜电极汞膜电极：在固体电极上用镀汞或直接沾汞的方法涂上一薄层汞膜•玻璃石墨（玻碳）汞膜电极：玻碳电极镀汞硝酸汞+被测离子（电解）•银丝汞膜电极：银丝直接镀汞•铂丝镀银汞膜电极：铂丝先镀银，后镀汞优点：电极表面积大，电解富集效率高；溶出峰尖锐；分辨能力好。
其它固体电极银小球电极铂丝汞玻璃石墨（玻碳）银丝聚乙烯玻璃管玻碳电极铂电极金电极5. 溶出伏安法的应用•阳极溶出伏安法分析的元素有40余种；•阴极溶出伏安法分析的阴离子和有机生物分子有20余种，主要测定一些能与汞生成难溶化合物的阴离子。
•广泛用于超纯物质、半导体材料、冶金产品、矿物、生物体液及生理溶液、农业环境等方面的样品。
有关溶出伏安法的探讨1溶出伏安法简介溶出伏安法（dissolutionvoltammetry）是基于电化学原理的一种高灵敏度材料分析方法，也叫做“溶出”电化学分析法。
它是一种特殊的循环伏安法（cyclicvoltammetry），其特点是在溶剂中极化样品，以溶出电极反应来测量样品表面放电量。
溶出伏安法可以根据样品类别的不同，选用不同的测量基体，它可以分析单个结晶体或多个未结晶材料，具有灵敏度高、信息丰富等优点，因此被广泛应用于血液分析、无机材料的检测等。
2溶出伏安仪的工作原理溶出伏安法的工作原理是在于溶剂电位的变化，它采用带绝缘溶剂的桶形容器作为测试电解质的条件，在容器的内部放置电极以及有机添加物等，使得容器中的电位条件让电极受到欠极反应的影响和独立的溶解。
由于溶液电势的变化，半电极反应物在电势位置上溶解，并在另一侧极化形成电泳，从而测定它们的质量浓度。
溶出伏安法通过测定电解质溶出量来波动电极上被检测物体的室温溶出速率，最终检测该物体的电化学反应。
3溶出伏安方法的特点（1）灵敏度高：溶出伏安法非常灵敏，可以检测出微量的电解质的变化，甚至可以检测出分子数量级的电解质。
（2）信息量大：通过改变检测物体的液相电位可以得到关于半电极反应物的细微的变化的信息，更好地提高对样品的检测精度。
（3）可在室温下测得：溶出伏安法受室温影响很小，可在室温下进行测试，不需要调节温度。
4溶出伏安法的应用溶出伏安法能够精确、快速地测量复杂的组成结构，因此在生物分析、环境检测、药物分析等领域具有广泛的应用。
（1）检测血液中的病毒：溶出伏安法可以用来检测病毒，可以快速、准确地测定病毒的浓度，从而确定病毒的活性和影响范围。
（2）检测无机材料：溶出伏安法可以测量具有上千种组成结构的复杂无机物，以及元素含量。
因此，它可以帮助用户快速、便捷地对元素含量进行测量和控制，并且可以准确地分析金属和非金属材料的反应特性。
（3）检测有机物：溶出伏安法也可以用于检测多种有机物的浓度，如气体、液体和固体，包括某些重要的有机污染物，如氨、硝酸根和氯离子等。
一、实验目的1．熟悉溶出伏安法的基本原理。
2．掌握汞膜电极的使用方法。
3．了解一些新技术在溶出伏安法中的应用。
二、方法原理溶出伏安法的测定包含两个基本过程。
即首先将工作电极控制在某一条件下，使被测物质在电极上富集，然后施加线性变化电压于工作电极上，使被富集的物质溶出，同时记录电流（或者电流的某个关系函数）与电极电位的关系曲线，根据溶出峰电流（或者电流函数）的大小来确定被测物质的含量。
溶出伏安法主要分为阳极溶出伏安法，阴极溶出伏安法和吸附溶出伏安法。
本实验采用溶出伏安法测定水中的Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ），其两个过程可表示为：M2+（Pb2+、Cd2+）+2e-+Hg M（Hg）本法使用玻碳电极为工作电极，采用同位镀汞膜测定技术。
这种方法是将分析溶液中加入一定量的汞盐（通常是10-5~10-4mol·L-1Hg(NO3）2），在被测物质所加电压下富集时，汞与被测定物质同时在玻碳电极的表面上析出形成汞膜（汞齐）。
然后在反向电位扫描时，被测物质从汞中“溶出”，而产生“溶出”电流峰。
在酸性介质中，当电极电位控制位-1.0V（sv.SCE）时，Pb2+、Cd2+与Hg2+离子同时富集在玻碳工作电极上形成汞齐膜。
然后当阳极化扫描至-0.1V时，可得到两个清晰的溶出电流峰。
铅的波峰电位约为-0.4V左右，而镉的为-0.6V左右（sv.SCE）。
如图11—11所示。
本法可分别测定低至10-11 mol·L-1的铅、镉离子。
三、仪器和试剂a) 伏安仪（最好选择具有导数电流方式，或半微分电流方式的新型伏安仪）。
b) x—y函数记录仪。
c) 玻碳工作电极、甘汞参比电极及铂辅助电极组成测量电极系统。
d) 磁力搅拌器；秒表。
e) 1.0×10-2 mol·L-1铅离子标准储备溶液。
f) 1.0×10-2 mol·L-1镉离子标准储备溶液。
g) 5×10-3mol·L-1硝酸汞溶液。
阳极溶出伏安法的原理阳极溶出伏安法是一种电化学分析方法，可以用于测定金属材料中的微量元素含量、腐蚀速率和电极反应动力学等。
本文将介绍阳极溶出伏安法的原理、实验步骤以及应用领域。
1. 原理阳极溶出伏安法是一种电化学分析方法，它的原理基于电化学反应。
在阳极溶出伏安法中，我们将待测样品作为阳极，通过不断升高电位，使阳极发生氧化反应，从而使待测元素溶解到电解液中，然后通过电化学方法测定待测元素的浓度。
具体来说，阳极溶出伏安法的原理如下：（1）阳极氧化反应在阳极溶出伏安法中，我们将待测样品作为阳极，让它发生氧化反应。
这个过程可以用一个简单的反应式来表示：M → Mn+ + ne-其中，M表示待测元素，n表示电子数，Mn+表示待测元素的阳离子。
（2）阳极溶出反应在阳极氧化反应中，待测元素的阳离子溶解到电解液中。
这个过程可以用一个简单的反应式来表示：Mn+ → M + ne-其中，M表示待测元素。
（3）电化学分析在阳极溶出反应中，我们可以通过电化学方法测定待测元素的浓度。
具体来说，我们可以通过测量阳极溶出电流的大小来计算待测元素的浓度。
电流与浓度之间的关系可以用法拉第定律来描述：i = nFAc其中，i表示电流，n表示反应物的电子数，F表示法拉第常数，A表示电极的表面积，c表示溶液中反应物的浓度。
2. 实验步骤阳极溶出伏安法的实验步骤如下：（1）制备样品首先，我们需要制备待测样品。
具体来说，我们需要将样品加入到一定量的电解液中，然后将其搅拌均匀，使样品完全溶解。
（2）测定电位然后，我们需要测定阳极的电位。
具体来说，我们需要将阳极放入电解液中，然后通过电位计测量阳极的电位。
（3）升高电位接着，我们需要升高阳极的电位，使其发生氧化反应。
具体来说，我们需要通过恒定电位法或循环伏安法等方法将阳极的电位升高到一定的范围内，使阳极发生氧化反应。
（4）测定电流在升高电位的过程中，我们需要测定阳极的电流，以确定待测元素的浓度。
溶出伏安法的原理和特点
溶出伏安法是一种电化学分析方法，它是通过测量在电极表面产生的
氧化还原电流来确定被测物质的含量。
该方法适用于溶液中含有可被
氧化还原的物质，如金属离子、有机物、无机物等。
该方法的原理基于法拉第定律和溶出动力学。
根据法拉第定律，当电
极表面与被测物质接触时，会发生氧化还原反应，并产生电流。
而溶
出动力学则描述了被测物质从固体样品中溶出到溶液中的过程。
因此，在进行溶出伏安法时，需要将固体样品置于电极上，并将其浸泡在含
有被测物质的溶液中。
然后施加一定的电势，在电极表面产生氧化还
原反应，并记录下产生的电流大小。
通过比较不同样品所产生的电流
大小，可以确定其含量差异。
与其他分析方法相比，溶出伏安法具有以下特点：
1. 灵敏度高：该方法可以检测微量物质，其灵敏度可达到ppb或更低水平。
2. 可选择性强：该方法可以针对不同的物质进行分析，并且可以通过
改变电极材料、电势大小等参数来提高选择性。
3. 操作简便：该方法操作简单，不需要复杂的仪器和设备，适用于实验室和现场分析。
4. 可重复性好：该方法测量结果稳定可靠，具有良好的重复性和准确性。
5. 适用范围广：该方法可用于分析各种溶解度较高的物质，如金属离子、有机物、无机物等。
总之，溶出伏安法是一种灵敏、可选择性强、操作简便、重复性好、适用范围广的电化学分析方法。
在实际应用中，可以根据需要进行改进和优化，以提高其分析效率和准确度。
电化学分析—溶出伏安法一、办法原理溶出伏安法是将恒电位电解富集与伏安法测定相结合的一种电化学分析法。
溶出伏安法测定分为两个步骤：第一步为“电析”，即在一个恒电位下，将被测离子电解沉积，富集在工作电极上(实际只是溶液中被测离子的一部分被沉积)，与电极上汞(普通工作电极有悬汞电极、银基汞膜电极或玻碳汞膜电极等)生成汞齐，反应式为： Mn＋+ne-＋Hg=M(Hg) 其次步为“溶出”，即在富集结束后，普通静置30s或60s 后(静置的目的是使被测金属在汞膜中的浓度均一化，也使溶液中的对流作用基本静止)，在工作电极上施加一个反向电压，使沉积在工作电极上的痕量物质重新溶出成为离子，测量溶出过程电流随电压变幻的曲线，称伏安曲线(或溶出极谱图)。
溶出伏安曲线中各个峰值电位是定性分析的依据；各个峰值电流(峰高)是定量分析的依据(见图2-22)。
当分析阳离子时，用法的是阳极溶出伏安法，可测30余种金属元素，敏捷度很高，能测定10-7～10-9 mol/L的金属离子，在相宜条件下敏捷度甚至可达10-11～10-12 mol/L。
此法所用仪器比较容易，操作便利，是一种很好的痕量分析手段。
当分析阴离子时，用法的是阴极溶出伏安法，可测定能与金属离子生成难融化合物的阴离子、有机阴离子和具有特别官能团化合物。
图2-22 Cu、Pb、Cd的溶出伏安曲线二、试验装置试验装置2-23所示。
将含金属离子的试样加入电解池后，可先通入N2以除去溶解O2对测定的干扰。
电解富集时，开启搅拌器，此时双向开关的电源正极衔接饱和甘汞电极(阳极)，负极衔接悬汞电极(阴极)。
电解完成后，停止搅拌并静置30s，迅速转换双向开关，使电源正极衔接悬汞电极(阳极)，负极衔接饱和甘汞电极(阴极)，使富集在悬汞电极上的金属举行阳极溶出，观看I、V变幻，直至溶出电流减至最小即完成测定。
实测的溶出伏安曲线2-22所示。
它是在1.5mol/L HCl底液中，Cu2＋为5×10-17 mol/L、Pb2＋为1×10-6 mol/L、Cd2+为5×10-17 mol/L，悬汞电极在-0.8V电解3min后，由阳极氧化电流获得的阳极溶出伏安曲线。
