仪器分析实验实验阳极溶出伏安法测定镉

编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 仪器分析实验 实验 36 阳极溶出伏安法测定镉 厦门大学精品课程 仪器分析 (含实验 ) 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 溶出伏安法 溶出伏法是恒电位电解富集与伏安分析相结 合的一种极谱，分析技术包含电解富集和电 解溶出两个过程。首先是电解富集过程。它 是将工作电极固定在产生极限电流电位上进 行电解，使被测物质富集在电极上。为了提 高富集效果，可同时使电极旋转或搅拌溶液， 以加快被测物质输送到电极表面，富集物质 的量则与电极电位、电极面积、电解时间和 搅拌速度等因素有关。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 溶出伏安法 其次是溶出过程。经过一定时间的富集后， 停止搅拌，再逐渐改变工作电极电位，电位 变化的方向应使电极反应与上述富集过程电 极反应相反。记录所得的电流电位曲线， 称为溶出曲线，呈峰状，峰电流的大小与被 测物质的浓度有关。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 特点 被测物质在适当电压下恒电位电解 , 还原沉 积在阴极上； 施加反向电压 , 使还原沉积在阴极 (此时变 阳极 )上的金属离子氧化溶解，形成较大的 峰电流； 峰电流与被测物质浓度成正比 ,定量依据； 灵敏度一般可达 10-8 10-9 mol/L； 电流信号呈峰型，便于测量 ,可同时测量多 种金属离子。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 例：在盐酸介质中测定痕量铜、铅、镉。 首先将悬汞电极的电位固定在 0.8V，电解一 定的时间，此时溶液中的一部分 Cu2+、 Pb2+、 Cd2+在电极上还原，并生成汞齐，富集在悬汞滴 上。 电解完毕后，使悬汞电极的电位均匀地由负向 正变化，首先达到可以使镉汞齐氧化的电位，这 时，由于镉的氧化，产生氧化电流。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 Cu , Pb ,Cd 的溶出伏安图 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 注： 电解富集时，悬汞电极作为阴极，溶出时 则作为阳极，称之为阳极溶出法。相反， 悬汞电极也可作为阳极来电解富集，而作 为阴极进行溶出，这样就叫做阴极溶出法。 溶出伏安法的全部过程都可以在普通极谱 仪上进行，也可与单扫描极谱法和脉冲极 谱法结合使用，其方法灵敏度很高。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 灵敏度高的主要原因： 工作电极的表面积很小，通过电解富集， 使得电极表面汞齐中金属的浓度相当大， 起了浓缩的作用，所以溶出时产生的电流 也就很大。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 工作电极 (1) 机械挤压式悬汞电极 玻璃毛细管的上端连接于密封 的金属储汞器中，旋转顶端的 螺旋将汞挤出，使之悬持于毛 细管口，汞滴的体积可从螺旋 所旋转的圈数来调节。这类悬 汞电极使用方便，能准确控制 汞滴大小，所得汞滴纯净。其 缺点是当电解富集的时间较长 时，汞齐中的金属原子会向毛 细管深处扩散，影响灵敏度和 准确度。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 工作电极 (2) 挂吊式悬汞电极 在玻璃管的一端封入直径为 0.1mm的铂丝（也有用金丝或银 丝的），露出部分的长度约 0.1mm，另一端联结导线引出。 将这一铂微电极浸入硝酸亚汞溶液，作为阴极早先电解汞 沉积在铂丝上，可制得直径为 1.0 1.5mm的悬汞滴。汞滴 的大小可由电流及电解时间来控制。 这类电极易于制造，但有时处理不好，铂、金会溶入汞生 成汞齐而影响被测物质的阳极溶出；或汞滴未非常严密地 盖住铂丝，这样会降低氢的过电位，出现氢波。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 工作电极 (3)汞膜电极 汞膜电极是以玻璃石墨（玻碳）电 极作为基质，在其表面镀上很 薄的一层汞，可代替悬汞电极 使用。 由于汞膜很薄，被富集的能生成汞 齐的金属原子，就不致向内部 扩散，因此能经较长时间的电 解富集，而不会影响结果。 玻碳电极还由于有较高的氢过电位， 导电性能良好，耐化学侵蚀性 强以及表面光滑不易沾附气体 及污物等优点，因此常用作伏 安法的工作电极。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 影响溶出峰电流的因素 1. 富集过程 化学计量 : 被测物完全电积在阴极上。 精确性好，时间长； 非化学计量 (常用方法 ): 约 2% 3%电积在阴极上； 在搅拌下，电解富集一定时间。 2.溶出过程 扫描电压变化速率保持恒定。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 操作条件的选择 1.底液 一定浓度的电解质溶液（盐浓度增加，峰电流降低）； 2.预电解电位 比半波电位负 0.2 0.5 伏；或实验确定； 3. 预电解时间 预电解时间长可增加灵敏度 , 但线性关系差； 4. 除氧 通 N2或加入 Na2SO3 。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 定量方法 标准加入法 : XS XXSS S XX VV VcVc Kh cKh XXSXS SSS S VhhVV Vchc )( 注： （ 1）当试液体积为 10mL时，加入标准溶液以 0.5 1.0mL为宜， 使加入后波高增加 0.5 1倍； （ 2）由于加入标准溶液前后试液的组成基本保持一致，消除了 底液不同所引起的误差，所以方法的准确度较高； （ 3）标准加入法只适用于波高与浓度成正比关心的情况。 编写教师：周雷激副教授 编写日期： 2006年 11月 化学实验教学示范中心 应用 1. 金属元素测定 不需分离可同时测定各种金属离子 ; 部分阴离子如氯 、溴、碘、硫等； 可测定约 30多种元素的测定； 2. 应用领域 化学、化工；食品卫生； 金属腐蚀；环境检测； 超纯半导体材料。