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极谱分析法

试样可以小到几十微升,有时甚至取10微升即可。④分析速度快。测定工作通常只需几分钟。⑤电解时通过的电流很小(通常小于100微安),所以分析完毕后,溶液的组成基本不变,可以重复测定。⑥极谱分析法的最主要缺点是在许多情况下还需要用大量有毒的汞。 极谱分析法在农业化学分析中用于测定植物、土壤、粮食、水中的各种金属化合物;测定土壤、水中各种能在电极上进行氧化还原反应的有机物,如甲基对硫磷、巴丹、福美双等农药。

以滴汞电极为工作电极测定电解过程中的电流—电压曲线来确定溶液中被测组份和浓度的电化学分析法。根据电解过程的类型,极谱分析法可分为两大类:控制电位极谱法和控制电流极谱法。控制电位极谱法中,电极电位是被控制(被改变)的对象,是激发信号,电流是被测对象,是响应信号;在控制电流极谱法中则相反。根据电极电位改变方式的不同,控制电位极谱法又可分为直流极谱法、交流极谱法、方波极谱法、脉冲极谱法和单扫描极谱法等。根据电流信号的不同,控制电流极谱法又可分为计时电位法、示波极谱法等。

原理

可还原或可氧化物质在滴汞电极上进行电解的过程中,由于浓差极化而形成电流—电压曲线(极谱图),根据极谱图可对被测物质进行定性和定量分析。极谱图(图1)中起始部分的电流(AB段)称为残余电流,而后一部分的电流(CD段)称为极限电流,二者之差称为极限扩散电流(简称扩散电流)。扩散电流的大小与被测物质的浓度成正б,这是极谱定量分析的基础。电流等于极限电流一半时的电位称为半波电位,不同的物质有不同的半波电位。半波电位一般不随物质的浓度改变而变化,因此它是极谱定性分析的依据。

图1 Pb2+极谱图

仪器

为极谱仪。它由电压、电流控制单元、测量和记录单元及电解池(包括滴汞电极和参б电极)三个部分组成。例如直流极谱法装置(图2),将滴汞电极和参б电极(通常为甘汞电极)放入盛有待测液的电解池中。在电解前先通N2以除去电解液中的溶解氧。在电解液保持静止的条件下,逐步改变两电极上的电压进行电解,记录电流—电压值,或由记录仪直接绘出电流—电压曲线。

图2 直流极谱法装置

特点及应用

①灵敏度高。通常测定的浓度范围为10-2~10-5摩尔/升,随着仪器和方法的不同,其灵敏度可达10-7~10-9摩尔/升。极谱溶出法的最高灵敏度有的可达10-11摩尔/升。②在适宜的条件下,可同时测定4~5种物质而不必事先分离。③分析时只需很少试样。取液体试样可以小到几十微升,有时甚至取10微升即可。④分析速度快。测定工作通常只需几分钟。⑤电解时通过的电流很小(通常小于100微安),所以分析完毕后,溶液的组成基本不变,可以重复测定。⑥极谱分析法的最主要缺点是在许多情况下还需要用大量有毒的汞。

极谱分析法在农业化学分析中用于测定植物、土壤、粮食、水中的各种金属化合物;测定土壤、水中各种能在电极上进行氧化还原反应的有机物,如甲基对硫磷、巴丹、福美双等农药。