示波極譜法

示波極譜法

示波極譜法又稱“單掃描極譜分析法”。一種極譜分析新力一法。它是一種快速加入電解電壓的極譜法。常在滴汞電極每一汞滴成長後期,在電解池的兩極上,迅速加入一鋸齒形脈衝電壓,在幾秒鐘內得出一次極譜圖,為了快速記錄極譜圖,通常用示波管的螢光屏作顯示工具,因此稱為示波極譜法。

示波極譜法

正文

利用陰極射線示波器觀察或記錄極譜曲線的極譜法(見極譜法和伏安法)。此法又分兩種:線性變位示波極譜法和交流示波極譜法。根據國際純粹與套用化學聯合會的建議,前者稱為單掃描極譜法,後者稱為示波極譜法,又稱海洛夫斯基-福里伊特法。前者是控制電位極譜法,後者是控制電流極譜法,本文介紹後一種方法。
裝置共有三種(圖1),示波極譜法可得到三種電位曲線:
裝置1得到電位-時間曲線。將220伏交流電通過1兆歐的高電阻送入電解池,其中有兩個電極:一個是面積較小的微電極,常用的是懸汞電極汞膜電極,有時也用滴下時間長的滴汞電極;另一個是面積比較大的電極,通常是鍍汞銀電極、汞池電極或鎢電極。為了使微電極的電位變化限制在0~-2伏,在交流電壓上再疊加一直流電壓,其值約為1伏。電解池中所使用的支持電解質的濃度比經典極譜法大10倍左右,以降低電解池的內阻。由於外線路中的電阻很大,交流電的高電壓幾乎全部落在高電阻上,通過電解池的交流電流的振幅是恆定的,與電解池的反電動勢的大小無關。示波管的垂直偏向鈑和兩個電極相連,在水平偏向鈑上用鋸齒波掃描,當掃描電壓與交流電壓同步和使用面積固定的微電極時,螢光屏上出現穩定的電位-時間曲線。
當溶液中不含任何能在電極上起反應的物質時,通過電解池的電流只有充電電流,這時得到的電位-時間曲線如圖2a所示。示波極譜法這是交流電正弦波的電位曲線。當溶液中只有支持電解質(如1Μ氫氧化鉀)時,則電位-時間曲線的底部和頂部出現水平部分(圖2b)。底部的水平部分是由於汞的氧化和還原,頂部的水平部分是由於K+被還原和K(Hg)被氧化。總之,電極上的氧化還原反應使電位穩定下來,在電位隨時間的變化中出現“時滯現象”。溶液中含有能在電極上發生氧化還原的物質(如 Pb2+)時,則電位曲線上出現折扭(圖2c),在電位-時間曲線兩邊的同一電位出現兩個折扭,表示電極上的氧化還原反應是可逆反應。
裝置2得到的是電位-時間(E-t)曲線的微分曲線,即示波極譜法曲線,由於加了一個RC微分線路,E-t曲線上的折扭變成示波極譜法曲線上的切口,如果E-t曲線上折扭的長度代表起反應物質的濃度,則切口的深度代表被測物的濃度。
如果將電極上的示波極譜法變化(圖1)加到示波管的垂直偏向鈑上,再將電極上的E-t變化加到水平偏向鈑上(圖1),就得到示波極譜法曲線。示波極譜法曲線上的切口同樣出現在示波極譜法曲線上,切口的深度代表起反應物質的濃度。如果在同一電位出現上下兩個對稱的切口,則表示電極上的氧化還原反應的可逆性很好。
圖3 示波極譜法 所表示的示波極譜圖(示波極譜法曲線)可用於鑑定物質,但靈敏度不很高,只能測至10-5Μ。它還可用於指示滴定終點,這樣的容量分析方法稱為示波極譜滴定法(或交流示波極譜滴定法),由於它用目視法而不用作圖法求得終點,較為簡便。

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