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南开大学仪器分析课件-伏安和极谱分析法

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极谱分析法和伏安分析法优秀课件

极谱分析法和伏安分析法优秀课件

E E O 0.059 lg A (id i) / k A
n
B (i) / kB
E O 0.059 lg ( AkB id i )
n
BkA i
E' 0.059 lg ( id i )
n
i
当i=1/2id时的电位即为半波电位
E=E’ 即电极电位与浓度无关，故可利 用半波电位进行定性分析
n 减小措施
加入大量的支持电解质
（3）极谱极大
n 现象 n 产生的原因
溪流运动
n 消除方法
加入小量极大抑制剂 （表面活性剂）
（4） 氧波与氢波
（5） 其他概念: 可逆与不可逆波 氧化波与还原波
Ø 可逆波: 电流只受扩散控制 Ø 不可逆波: 电流受扩散速度和 电极反应速度控制
Ø还原波(阴极波)(电 流为正)
Id正比于c的条件
依据公式： id =K c 可进行定量计算。
极限扩散电流 由 极谱图上量出, 用波高 直接进行计算。
(3) 应用方法
直接比较法 标准曲线法 标准加入法
cx
hx hs
cs
hX Kcs
H K (VX cX Vscs ) VX VS
cX
(VS
VS cS hX VX )H VX hX
③ 电流急剧上升阶段 这在半波电位附近
④ 极限扩散区
此时达到极限电流值， 称为极限电流。
C0 0
i C C0
δ→常数, id= kC , id 称为极限扩散电流
（3）涉及概念
极化 浓差极化及形成条件
极化电极A小，反应离子数/单位面积 大，Cs→0
C低 静止
极化电极与去极化电极
Zn2+

极谱与伏安分析法ppt课件

极谱与伏安分析法ppt课件
消除方法
1)作图扣除 2)脉冲极谱
（二） 对流电流和迁移电流
对流电流产生原因:由于溶液的振动或搅动引起离 子向电极表面的切线运动而到达电极表面进行电 极反应所产生的电流。
极谱分析法与伏安分析法的不同则在于工作
电极的差别。 凡使用滴汞电极或电极表面能周期性更新的 叫极谱法，而使用表面不能更新的液体或固体 电极的叫伏安法。
极谱法的发展概况
1922年，捷克学者海洛夫斯基（Heyrovsky）首
先提出极谱分析法，开创了这一电分析化学的分支； 1925年，海洛夫斯基与日本学者志方益三研制出 第一台手工操作式的极谱仪，绘出第一张极谱图； 1959年，海洛夫斯基因发明和发展了极谱分析法 而获得诺贝尔化学奖。 20世纪六、七十年代以来，理论研究及应用得到 迅速发展，各种新技术、新方法不断出现。
2Hg 2Cl 2e 阳极：
Cd(Hg) Hg2Cl 2
电解开始后，随着外加电压的继续增 大，电流急剧上升，形成极谱波的BC 线段。最后当外加电压增加到一定数 值时，电流不再增加，达到一个极限 值，极谱波出现一个平台CD线段。此 时的电流称为极限电流。
c.扩散电流 极限电流与残余电流之差，叫极限扩散电流， 也叫扩散电流，也称为波高。以id表示。
上部为一贮汞瓶。其下端以厚壁软塑料
管R与一支长约10cm，内径约0.05mm的 玻璃厚壁毛细管部相连接。
当贮汞瓶中贮以适当量汞，并完全注满
塑料管和毛细管，因重力作用插入电解 液的毛细管下口汞滴自由在电解液中滴 落，而构成滴汞电极。
滴汞电极：滴汞面积小，电解时电流密度很大， 很容易发生浓差极化，是极谱分析的工作电极， 是待测物质发生反应的一极。电极反应为：
3.残余电流ir和扩散电流id a 残余电流： 平坦部分AB线段是外加电压

六章节极谱与伏安分析法13页PPT

六章节极谱与伏安分析法13页PPT
第六章 极谱与伏安分析法
polarography and Voltammetry
第二节 极谱定性定量分析
方法与应用
qualitative quantitative methods and applications of polarography
一、极谱定性方法
qualitative methods of polarography
2019/9/18
3. 极谱滴定曲线类型
电位变化范围A-B （1）测定物质X发生电极反应， 滴定剂T不发生电极反应，图（a）
（2）定物质X与滴定剂T都发
生电极反应，图（b） （3）滴定剂T发生电极反应，测 定物质X不发生电极反应，图（c） （4）测定物质X不发生电极反应， 滴定剂T发生氧化反应，图（d）
检测下限一般在10-4～10-5mol/L范围内。这主要是受干 扰电流的影响所致。
如何对经典直流极谱法进行改进？ 改进的途径？
2019/9/18
选择内容
第一节 极谱分析原理与过程
principle and process of polarography
第二节 极谱定性定量方法与应用
qualitative quantitative methods and applications of polarography
由极谱波方程式：
RT i
EE1/2
ln nF id
i
当i=id时的电位即为半波电
位，极谱波中点。
E1/2EO n RF T lna M K KM a 常 数
一般情况下，不同金属离子
具有不同的半波电位，且不随浓
度改变，分解电压则随浓度改变 而有所不同（如右图所示），故 可利用半波电位进行定性分析。

《伏安和极谱分析法》课件

《伏安和极谱分析法》课件

伏安法的原理和应用
1
应用
2
伏安法可用于测定溶液中的金属离子浓
度、电极表面的质子反应以及电解过程
中的动力学信息。
3
原理
伏安法基于电流与电压之间的关系来分 析化学反应。
操作步骤
实验中包括电化学池的搭建、采集电流 和电压数据以及数据分析。
极谱分析法的原理和应用
1
原理
极谱分析法基于物质在特定波长光下的吸收或发射来分析其组成。
伏安法和极谱分析法的优缺点和比较
伏安法
• 优点：灵敏度高、实验步骤简单、结果准确。 • 缺点：对电极表面状态敏感、不适用于非电
化学反应。
极谱分பைடு நூலகம்法
• 优点：高精确度、广泛应用、适用于稀溶液。 • 缺点：需要仪器设备、样品处理步骤复杂。
2
应用
极谱分析法可用于定量和定性分析金属、离子、有机物和生物样品。
3
操作步骤
实验中包括样品预处理、光谱仪的设置和信号测量、数据分析和结果解释。
伏安法和极谱分析法适用的样品类型
1 伏安法
适用于液态和固态样品，尤其是含有氧化还原反应的溶液。
2 极谱分析法
适用于气体、液体和固体样品，特别是需要分析其元素或化合物组成的样品。
《伏安和极谱分析法》 PPT课件
欢迎来到本次课程，我们将一起探讨伏安法和极谱分析法。这两种分析方法 在化学领域中扮演着重要角色，让我们深入了解它们的原理和应用，以及实 验操作步骤。
什么是伏安法和极谱分析法
伏安法
伏安法是一种电化学实验方法，用于研究氧化还 原反应和电化学动力学。
极谱分析法
极谱分析法是一种测定物质吸收或发射光谱的方 法，用于分析元素和化合物。

《极谱与伏安分析法》课件

《极谱与伏安分析法》课件

感谢您的观看
THANKS
压曲线。
根据电流-电压曲线计算 被测物质的浓度或含量
。
对实验结果进行误差分 析和可靠性评估。
03
伏安分析法基础
伏安分析法的原理
1
伏安分析法是一种电化学分析方法，通过测量电 流随电位变化的关系来研究电极反应过程。
2
伏安分析法的基本原理是电位控制下的电流测量 ，通过改变电极电位来观察电流的变化，从而获 取有关电极反应的信息。
阶梯伏安法
将电极电位分成多个阶梯，并在每 个阶梯上保持恒定电位，测量相应 的电流响应，从而研究电极反应过 程。
伏安分析法的实验操作
组装实验装置
将电极、导线、电解池等仪器 组装在一起，确保连接牢固、 导电良好。
实验操作
设定合适的电位范围和扫描速 率，开始进行伏安实验，记录 电流随电位变化的曲线。
准备实验仪器和试剂
详细描述
极谱与伏安分析法在生物医学领域的应用研究涉及药物代谢、疾病诊断、生物分子检测等多个方面。 通过电化学手段对生物体内的物质进行检测，能够为药物研发、疾病诊断和治疗提供有力支持。
06
结论
总结极谱与伏安分析法的知识要点
极谱分析法
是一种电化学分析方法，通过在电解过 程中测量电流-电压曲线来研究物质的 电化学性质。
采用脉冲电压进行电解，提高了灵敏度和分辨率，适用于痕量
物质的分析。
交流极谱法
03
通过测量电解过程中的交流电流来分析物质，能够消除背景电
流的干扰，提高准确性。
极谱分析法的实验操作
实验前准备
实验操作
数据处理
结果分析
选择适当的电极和电解 液，准备好实验仪器和
试剂。
将电极浸入电解液中， 施加电压并记录电流-电

伏安与极谱分析法

伏安与极谱分析法
极谱定量分析关系式
i
Cd2+的极谱图
ir
id
i
a
b
c
d
e
浓差极化现象建立的条件 一般需具有下列条件： 极化电极的表面积要小；电极反应快 被测定物质的浓度要低； 溶液不搅拌。
极限电流，包含残余电流（ir），迁移电流（im），极限扩散电流（id）。
01
半波电位（1/2），即扩散电流为极限扩散电流一半时的滴汞电极的电位。当溶液的组分和温度一定时，每一种物质的半波电位是一定的，不随其浓度的变化而有所改变，可作为定性的依据。
K
壹
贰
叁
在滴汞电极上，这一类型的催化电流方程为：
七 极谱分析新技术和伏安分析法
第一章
02
(1) 速度慢
一般的分析过程需要5～15分钟。获得一条极谱曲线一般需要几十滴到一百多滴汞。
(2)方法灵敏度较低
检测下限一般在10-4～10-5mol/L范围内。这主要是受干扰(主要是充电电流)电流的影响所致。 如何对经典直流极谱法进行改进？ 改进的途径？
2、 影响扩散电流的主要因素
1） 毛细管特性(qm2/3t1/6)的影响
h: 汞柱高度
可用于检验电极反应 是否受扩散速度控制
qm=K1P
t =K2/P
qm2/3t1/6
毛细管常数
溶液组成的影响
0~1V之间qm2/3t1/6变化不大，可忽略
滴汞电极电位的影响 扩散电流的温度系数 ~ 1.3％·℃-1
E(V)(对SCE)
平均扩散电流(µA)
-0.432 -0.443 -0.455 -0.462 -0.472 -0.483
0.56 1.03 1.90 2.54 3.19 3.74

第五章极谱与伏安分析法-PPT文档资料

第五章极谱与伏安分析法-PPT文档资料
2019/3/2
三、方波极谱分析
square-wave polarography
1. 原理
充电电流限制了交流极谱灵 敏度的提高。将叠加的交流正弦 波改为方波，使用特殊的时间开 关，利用充电电流随时间很快衰 减的特性，在方波出现的后期， 记录交流极化电流信号。峰电流：
i Kn AD V c pபைடு நூலகம்0
第五章 极谱与伏安分析法
polarography and voltammetry
一、单扫描极谱 single sweep polarography
二、交流极谱
alternating-current polarography
三、方波极谱
square-wave polarography
第三节 现代极谱分析技术
单扫描极谱法（也称为直流示波极谱法）： 根据经典极谱原理而建立起来的一种快速极谱分析方法。 其基本原理如图所示。示波器显示电压和电流信号大小。
扫描电压：在 直流可调电压上叠 加周期性的锯齿型 电压（极化电压）
示波器 X轴坐标：显示扫描电压； Y轴坐标：扩散电流（R一定，将电压转变为电流信号）
2019/3/2
2019/3/2
2. dE /dt -E 曲线与交流示波极谱滴定
参比电极：银基汞电极， 2mm银棒蘸少量汞制成。
指示电极：铂球汞膜 电极，将0.4 mm的铂丝一 端烧结成直径为1.5mm的铂 球,处理后镀银,再浸在汞 中数秒中.
当溶液中无电解反应时， 示波器上 dE /dt -E 曲 线上无切口出现。 有金属离子发生电解反应时，示波器上 上下对称出现切口。
2. 直流示波极谱分析过程
扫描周期短，在一滴汞上可完成 一次扫描，电压和电流变化曲线如图 所示：

仪器分析伏安与极谱课件

仪器分析伏安与极谱课件
二、电极反应步骤
传质——前转化——电化学反应——后转化——新 相的生成
26
可逆波：电流只受扩散控制
不可逆波：电流受扩散速度和 电极反应速度控制
波形区别：由于反应慢，电极 上需有足够大电位变化时，才 有明显电流通过，因而不可逆 波形倾斜；
Note:当电极电位更负时，有明显电流通过，形成浓 差极化，不可逆波CD段亦可用作定量分析。
由于，Hx+s与Vs成线性关系。如图所示，延长直 线交于横坐标（负值），则
34
二、实验技术
1．除氧方法（见前述）
2．底液的选择
除残余电流ir可通过作图法扣除外，其它干扰电流 还需在测量液中加入适当试剂。
支持电解质：HCl、H2SO4，NaAc-Hac,NH3NH4Cl,NaOH,KCl（消除迁移电流）
蒸馏法：将汞洗净，放入真空蒸馏器进行减压蒸 馏，可得高纯度汞。
电解法：可得高纯度汞。
37
b)防止汞中毒
通风良好、对撒落的汞应及时清理（用刷子或汞 镊仔细收集并放于水中，防止与空气接触；对不 能清理的要撒上硫磺粉或用三氯化铁清洗）。
经典直流极谱局限性： 1）经典极谱法既费汞又费时间； 2）分辨率差； 3）灵敏度低； 4）iR降：使用两电极体系，当溶液iR降增加时，会
（1）单次标准加入
合并两式，消去K，可得Cx
32
(2)取两个同体积V的容量，分别加入同样量的试 样Vx(Cx)，而其一容量瓶再加入Vs（Cs），分别 测两瓶溶液的波高Hx，Hx+s，则得
与单次加入法同，只是体积都定容到V
33
（3）系列标准加入 取一系列体积相同为V的容量瓶（4~5个），分别
加入同样量的试液Vx（Cx），再分别加入不同量 的标准溶液Vs（Cs），分别测其波高Hx+s，作 Hx+s~Vs曲线。

第六章极谱与伏安分析法-PPT精选

第六章极谱与伏安分析法-PPT精选
后电解电流的差i 。消除背
景电流，进一步提高灵敏度： 10-8 ～10-9 mol/L；
2019/11/3
五、 交流示波极谱分析
alternating-current oscillopolargraph
1.基本原理
扫描电压：-1伏的直流电压上叠加1伏的交流电压。 极化电压变化范围：0-2 伏。
2019/11/3
三、方波极谱分析
square-wave polarography
1. 原理
充电电流限制了交流极谱灵 敏度的提高。将叠加的交流正弦 波改为方波，使用特殊的时间开 关，利用充电电流随时间很快衰 减的特性，在方波出现的后期， 记录交流极化电流信号。峰电流：
ipK2nAD 1/2V0c
2019/11/3
3. 形成i~E曲线的条件
(1) 汞滴面积必须恒定 At=8.4910-3m2/3t2/3 dA/dt=5.710-3m2/3t - 1/3
t 越大，电极面积的变化率 越小，汞滴增长的后期，视 为不变。定时滴落。
2019/11/3
(2) 极化电极电位必须是时间的线形函数
施加锯齿波电压。电压补偿。补偿过程如图所示。
modified polarographic technology
第四节 溶出伏安分析原理与技术
principle and technology of stripping voltammetry
2019/11/3
结束
2019/11/3
选择内容：
第一节 极谱分析原理与过程
principle and process of polarography
第二节 极谱定性定量方法与应用
qualitative quantitative methods and applications of polarography

仪器分析课件第12章 极谱与伏安法

仪器分析课件第12章 极谱与伏安法

三电极极谱仪电路示意图
W: 工作电极 R: 参比电极 C: 辅助电极
i: 由W和C电路获得
w :由W和R电路获得
12-1-3 极谱波的形成过程
直流极谱法又称恒电位极谱法或经典极谱法。 特点：在测定滴汞电极i-φ曲线的过程中，电极电位是在
改变的，每改变一次电位测定一次电流，不过电位改变的 速率（150 mV/min）不大，以致在每一个汞滴生长期间 （3-5 s），汞滴上的电位是基本恒定的，汞滴的电位与时 间无关，因此称为直流或恒电位极谱法。
U (SCE DME ) iR
电流很小，R也不是很大

U SCE DME
U DME (vs.SCE)
SCE 0
Байду номын сангаас
滴汞电极电位相对于饱和甘汞电极，在数值上等于外加电压，但符号相 反。
iR不能忽略时，如何测 W？
12-1-2 三电极系统
高阻抗，回路无电流，因而 无极化
11:15:15
伏安法-电位分析-电解分析区别：
方 法 测量物理量 电极面积 待测物 待测物 极 化 电流 浓度 消耗量 无浓差极化 趋于 0 -极小 尽量减小极化 有电流 较高浓度 完全消耗 完全浓差极化 有电流 稀溶液 极小
电位分析 电位、电动势 -电解分析 电重量、电量 大面积 伏安法 电 流 小面积
电位分析中的饱和甘汞电极和离子选择电极应为去极化电极，
而库仑分析法中的两支工作电极均为极化电极， 可极谱法中的滴汞电极是极化电极，饱和甘汞电极是去极化电极。
4. 滴汞电极的特点
a. 电极毛细管口处的汞滴很小，易形成浓
差极化；
b. 汞滴不断滴落，使电极表面不断更新， 重复性好。(受汞滴周期性滴落的影响，汞 滴面积的变化使电流呈快速锯齿性变化)； c. 氢在汞上的超电位较大；

南开大学仪器分析课件-伏安和极谱分析法

南开大学仪器分析课件-伏安和极谱分析法

1
4. 在经典极谱分析中，一般不搅拌溶液，这是为了： （1）消除迁移电流；（2）减少充电电流的影响；（3）加 速达到平衡；（4）有利于形成浓差极化；（5）使汞滴的 滴下时间保持恒定。 5. 极谱分析中，在加入支持电解质、极大抑制剂和除氧剂 后，极谱分析中的极限电流是指 （1）迁移电流和扩散电流；（2）残余电流、迁移电流和 扩散电流； （3）残余电流和扩散电流；（4）残余电流和迁移电流 6. 严重限制经典极谱分析检测限的因素是： （1）电解电流；（2）迁移电流；（3）扩散电流；（4） 充电电流；（5）极限电流。
4
填空题 1. 极谱定性分析的依据是（ ），而定量分析的 依据是（ ）。 2. 在极谱分析中，扩散电流完全由（ ）控制的极 谱波，称为可逆波，而扩散电流除了受（ ）控制 外，还受（ ）所控制的极谱波，称为不可逆波。 3. 残余电流主要由（ ）和（ ）组成。
5
4. 在极谱分析中，电解池的正极和负极对被分析离子 的静电吸引力或排斥力所产生的干扰电流是（ ）， 借加入（ ）可将其消除。 5. 金属离子的半波电位，随其浓度的增加而（ ）。 6. 络合离子的半波电位，决定于络离子解离常数的对 数值，络合离子越稳定，则半波电位越（ ）。 7. 可逆极谱波上任何一点的电流都受( )所控制； 可逆极谱的平均扩散电流与汞柱高度的(

7. 迁移电流来源于： （1）滴汞电极与溶液界面上双电层的充电过程；（2）溶液中 微量的易在滴汞电极上还原的杂质；（3）扩散作用，被测离子 向电极表面附近扩散；（4）电解池的正负极对分析离子的库仑 力；（5）溶解于溶液中的微量氧。 8. 阴极波极谱方程式=1/2+（RT/nF）ln（（id-i）/i）适用于： （1）不可逆过程；（2）可逆过程；（3）不可逆过程与可逆过 程；（4）部分可逆过程；（5）不可逆过程与部分可逆过程。 9. 单扫描极谱所施加的极化电压的特点是： （1）与经典极谱一致；（2）在一滴汞上连续施加多个锯齿波 扫描电压；（3）在一滴汞上连续施加多个三角波扫描电压； （4）在一滴汞上只加一个锯齿波扫描电压；（5）在一滴汞上 只加一个三角波扫描电压。
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6
1
4. 在经典极谱分析中，一般不搅拌溶液，这是为了： （1）消除迁移电流；（2）减少充电电流的影响；（3）加 速达到平衡；（4）有利于形成浓差极化；（5）使汞滴的 滴下时间保持恒定。 5. 极谱分析中，在加入支持电解质、极大抑制剂和除氧剂 后，极谱分析中的极限电流是指 （1）迁移电流和扩散电流；（2）残余电流、迁移电流和 扩散电流； （3）残余电流和扩散电流；（4）残余电流和迁移电流 6. 严重限制经典极谱分析检测限的因素是： （1）电解电流；（2）迁移电流；（3）扩散电流；（4） 充电电流；（5）极限电流。2 Nhomakorabea

7. 迁移电流来源于： （1）滴汞电极与溶液界面上双电层的充电过程；（2）溶液中 微量的易在滴汞电极上还原的杂质；（3）扩散作用，被测离子 向电极表面附近扩散；（4）电解池的正负极对分析离子的库仑 力；（5）溶解于溶液中的微量氧。 8. 阴极波极谱方程式=1/2+（RT/nF）ln（（id-i）/i）适用于： （1）不可逆过程；（2）可逆过程；（3）不可逆过程与可逆过 程；（4）部分可逆过程；（5）不可逆过程与部分可逆过程。 9. 单扫描极谱所施加的极化电压的特点是： （1）与经典极谱一致；（2）在一滴汞上连续施加多个锯齿波 扫描电压；（3）在一滴汞上连续施加多个三角波扫描电压； （4）在一滴汞上只加一个锯齿波扫描电压；（5）在一滴汞上 只加一个三角波扫描电压。
4
填空题 1. 极谱定性分析的依据是（ ），而定量分析的 依据是（ ）。 2. 在极谱分析中，扩散电流完全由（ ）控制的极 谱波，称为可逆波，而扩散电流除了受（ ）控制 外，还受（ ）所控制的极谱波，称为不可逆波。 3. 残余电流主要由（ ）和（ ）组成。
5
4. 在极谱分析中，电解池的正极和负极对被分析离子 的静电吸引力或排斥力所产生的干扰电流是（ ）， 借加入（ ）可将其消除。 5. 金属离子的半波电位，随其浓度的增加而（ ）。 6. 络合离子的半波电位，决定于络离子解离常数的对 数值，络合离子越稳定，则半波电位越（ ）。 7. 可逆极谱波上任何一点的电流都受( )所控制； 可逆极谱的平均扩散电流与汞柱高度的( )成正比。
第十章 伏安和极谱分析法
单选题 1. 极谱法使用的工作电极是： （1）饱和甘汞电极；（2）铂微电极；（3）玻璃碳电极；（4） 滴汞电极；（5）Ag-AgCl电极。 2. 下面哪一种说法是错误的？ （1）极谱法是由海洛夫斯基创立的；（2）极谱法的定量关系式 是尤考维奇公式；（3）极谱法是借助于物质的还原来进行分析 的方法；（4）极谱法是一种特殊的电解分析法；（5）极谱法是 根据纪录电流-电压极化曲线来进行分析的方法。 3. 极谱波的产生是由于在电极反应过程中出现何种现象而引起的？ （1）电化学极化；（2）对流；（3）浓差极化；（4）迁移； （5）充电。
3
10. 在溶出伏安法的富集过程中，需搅拌试液或旋转 电极，其目的是： （1）加快电极表面的反应；（2）加速达到电极平衡； （3）获得稳定的溶出电流；（4）使电流效率为 100%；（5）提高富集效率。 11. 极谱法是一种特殊形式的电解，为什么电解后溶 液的浓度和组成没有显著的变化？ H （1）外加电压较高；（2）通过的电流很小；（3） H H 支持电解质的浓度大；（4）滴汞电极的电阻很大； （5）达到完全浓差极化，电极表面已无被还原的离子。

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