极谱定性定量分析方法与应用
极谱分析的基本原理(精)
三、干扰电流与抑制
interference current and elimination
1.残余电流
（a）微量杂质等所产生的微弱电流 产生的原因：溶剂及试剂中的微量杂质及微量氧等。 消除方法：可通过试剂提纯、预电解、除氧等；
（b）充电电流（也称电容电流） 影响极谱分析灵敏度的主要因素。 产生的原因：分析过程中由于汞滴不停滴下，汞滴表面
二、极谱定量分析方法
Quantitative methods of polarography
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。
1. 波高的测量
(1) 平行线法 (2) 切线法 (3) 矩形法
2.定量分析方法
(1) 比较法(完全相同条件)
特性常数，用K 表示。则：
(id)平均 = I ·K ·c
2.影响扩散电流的因素
(1)溶液搅动的影响
扩散电流常数
I= 607nD1/2 = id /（ K·c ）
（n和D取决于待测物质的性质） 应与滴汞周期无关，但与实际
情况不符。原因，汞滴滴落使溶液 产生搅动。加入动物胶（0.005% ）,可以使滴汞周期降低至1.5秒。
在溶液静止的情况下进行的 非完全的电解过程。
如果一支电极通过无限小的电流，便引起 电极电位发生很大变化，这样的电极称之为极 化电极，如滴汞电极，反之电极电位不随电流 极谱分析过程：
电压由0.2 V逐渐增加到 0.7 V左右，绘制电流电压曲线。图中①～② 段，仅有微小的电流流 过，这时的电流称为 “残余电流”或背景电 流。当外加电压到达Pb2+ 的析出电位时，Pb2+开始 在滴汞电极上迅速反应。
极谱分析法ppt课件
Calomel electrode
Corresponding to section ac
0.1M
电容电流：是由于汞滴表面与溶液间形成的双电层， 在与参比电极连接后，随着汞滴表面的周期性变化而 发生的充电现象所引起的。此电流与滴汞电极的电位 有关。对于微量组分(如＜10-5M)的测定，虽然注意 到所用试剂的纯度并经过仔细的除氧，但由于电容电 流的存在，仍有微量的残余电流(约为10-7A数量级) 通过（Why some 10-7A?)， 这已足以起较大的测 量误差。所以电容电流的存在是提高极谱分析灵敏度 的一个主要障碍。
A + ne- B
Ede
= Eo
+
0.059 lg ACAe n BCBe
而根据扩散 电流公式：
-id = kACA -i = kA(CA- CAe)
• 所以：
CAe
=
-id
+i kA
又因为滴汞电极上金属离子还原生成的金属单质 常以汞齐的形式存在，汞界面上金属单质的汞齐 浓度与电解电流成正比，即有公式：
0.059 n
lg id - i i
(*)
当 i = ½ id 时, 对数项中的分数值为1，所以电 极电位等于带星号方程的常数项E’，它的数值
化学分析技术
化学分析技术化学分析技术是一项重要的实验室技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
它通过分析样品中的化学成分和性质，帮助科研人员了解物质本质、探索新的化学反应途径、解决实际问题。
本文将深入探讨化学分析技术的原理、方法和应用。
一、化学分析技术概述化学分析技术是通过实验手段，利用化学反应进行物质定性与定量分析的方法。
它包括两个方面的内容：定性分析和定量分析。
定性分析主要是通过观察和实验反应现象，判断样品中是否存在某种化学成分，从而确定样品的组成。
定量分析则是在定性分析的基础上，通过测量样品中某一组分的含量，从而得到该组分的绝对或相对浓度。
二、常用的化学分析技术1. 光谱分析技术光谱分析技术是指利用光与物质相互作用的原理进行分析的方法。
常见的光谱分析技术包括紫外-可见吸收光谱、红外光谱和核磁共振光谱等。
紫外-可见吸收光谱主要用于物质的定性和定量分析，红外光谱则可以推断物质的功能团和分子结构，核磁共振光谱可以提供物质的详细结构信息。
2. 质谱分析技术质谱分析技术是一种利用质谱仪对物质进行分析的技术方法。
它通过对样品中离子的质量和相对丰度的测定，推测样品中的化学成分和它们的相对含量。
质谱分析技术常用于有机化合物的结构分析、无机元素分析和生物大分子研究等领域。
3. 色谱分析技术色谱分析技术是指利用物质在固体或液体的吸附、分配和扩散过程中的差异，分离、检定和测定物质的方法。
色谱分析技术包括气相色谱、液相色谱和离子色谱等。
气相色谱主要用于分离和分析气体和易挥发的有机物，液相色谱则适用于对非挥发性物质、疏水性物质和大分子物质的分析。
4. 电化学分析技术电化学分析技术是通过物质与电极接触时的电流、电势或电荷变化等来判断或测定物质的含量和性质的方法。
常见的电化学分析技术包括电位滴定、极谱法和电化学发光等。
电化学分析技术广泛应用于离子浓度测定、溶液中金属离子含量测定等领域。
三、化学分析技术的应用化学分析技术在许多领域都有广泛的应用。
极谱分析的基本原理.
在1mol/L KCl底液中， 不同浓度的Cd2+极谱波
讨论
1. 同一离子在不同溶液中，半波电位不同。金属络离子 比简单金属离子的半波电位要负，稳定常数越大，半波电位 越负； 2. 两离子的半波电位接近或 重叠时，选用不同底液，可有效 分离，如Cd2+和Tl+在NH3和NH4Cl溶 液中可分离（ Cd2+生成络离子）； 3. 极谱分析的半波电位范围 较窄（2V），采用半波电位定性 的实际应用价值不大； 可逆极谱波：电极反应极快，扩 散控制； 非可逆极谱波：同时还受电极反 应速度控制。氧化波与还原波具 有不同半波电位（超电位影响）。
调节外加电压，使被滴定物 质或滴定剂产生极限扩散电流， 以滴定体积对极限扩散电流作图， 找出滴定终点。 右图为硫酸盐滴定二价铅离 子的极谱滴定曲线
2. 极谱滴定曲线与电位选择
滴定终点前后扩散电流变化分别由试样和滴定剂提供，故 选择不同的电压扫描范围，可获得不同形状的滴定曲线，如 下图所示。 图(b)中，选 择电压在A点， 滴定终点后，过 量的滴定剂不产 生扩散电流，故 滴定曲线变平， 而图(c)中则在滴 定终点后，随滴 定剂的加入，扩 散电流增加。
由于汞齐浓度很稀，aHg不变；则：
c RT EE ln nF c
O
o a a o M M
( 2)
由扩散电流公式：
id = KM cM
o i K M (cM cM )
（3）
在未达到完全浓差极化前， cM不等于零；则：
(4)
(4)-(3) 得:
o id i K M cM ;
id i c KM
o M
( 5)
根据法拉第电解定律：还原产物的浓度（汞齐）与通过电 解池的电流成正比，析出的金属从表面向汞滴中心扩散，则：
常见的化学成分分析方法及其原理
常见的化学成分分析方法及其原理化学成分分析是指对物质样品中的化学成分进行定性和定量分析的方法。
化学成分分析是化学实验室中最基础和最常见的实验之一，用于确认物质的性质、检测成分的含量和纯度，并可作为进一步研究的基础。
以下将介绍几种常见的化学成分分析方法及其原理。
一、物质的定性分析方法：1.火焰试验法：火焰试验法是通过观察物质在火焰中产生的颜色来确定其成分。
根据火焰颜色的不同，可以判断出物质中所含有的金属离子或其它特定的成分。
例如，钠离子在火焰中燃烧时会产生黄色的光，因此可以用这种方法检测钠离子的存在。
2.气体的鉴定方法：气体的鉴定方法主要通过观察气体的化学性质和物理性质来确定其成分。
例如，氧气能使一根点燃的木条继续燃烧，可以使用这种方法来检测氧气的存在。
二、物质的定量分析方法：1.酸碱滴定法：酸碱滴定法是通过滴定试剂与待测溶液中所含的化合物发生反应，以滴定剂的准确浓度和滴定终点的判断来确定溶液中所含的物质的含量。
这种方法可以用于测定酸、碱或化合物中所含的酸或碱的含量。
2.氧化还原滴定法：氧化还原滴定法是通过氧化还原反应来确定待测溶液中的成分含量。
滴定剂的浓度、滴定剂与待测溶液的体积反应比，在滴定过程中的指示剂和终点的观察都是确定滴定结果的重要因素。
例如，利用碘滴定法可以测定物质中含有的亚硝酸钠的含量。
3.光度法：光度法是通过测量物质溶液吸收或透过光线的程度来定量测定其中的成分。
该方法基于光的吸收特性，利用物质分子对特定波长的光吸收能力与浓度呈线性关系的原理进行测定。
常见的光度法包括分光光度法和比色法。
4.电化学分析法：电化学分析法是利用物质在电势作用下产生溶液或固体中的电流差异来实现定量分析的方法。
电化学分析法包括电位滴定法、极谱法、恒电流电位法等。
该方法主要通过测量电流、电势和电荷浓度等电化学参数来实现对物质的分析。
总结起来，化学成分分析方法包括定性分析和定量分析两种方法。
定性分析主要通过观察物质的特性来确定其成分，而定量分析则通过测量物质中特定成分的含量来确定其浓度。
电化学分析法的仪器结构和应用
电化学分析法的仪器结构和应用电化学分析法是一种通过测定物质在电化学系统中的电流、电势和电荷之间的关系，对物质进行定量或定性分析的方法。
电化学分析法主要包括电位滴定法、伏安法、极谱法和电化学发光法等。
下面将介绍电化学分析法的仪器结构和应用。
1.电位滴定仪：电位滴定法是一种使用电位计和自动剖析装置进行滴定的电化学分析方法。
电位滴定仪主要包括电位计、滴定电极、灌注系统、自动剖析装置和控制系统。
电位滴定仪通过控制自动剖析装置，向被测溶液中滴定溶液，根据电势变化来定量分析目标物质。
电位滴定仪广泛应用于水质分析、环境监测、食品分析、药物分析等领域。
例如，可以用电位滴定仪对水中重金属离子进行测定，如镍、铜、铅等；还可以用于对药物中氨基酸和维生素的测定。
2.伏安仪：伏安法是一种通过测定电位和电流之间的关系，对物质进行定量或定性分析的电化学方法。
伏安仪主要由电位计、电源、工作电极、对电极和电流测量系统等部分组成。
伏安法广泛应用于电化学测量、腐蚀研究、金属电沉积、合金电化学行为等领域。
例如，可以用伏安法测定氧化还原电位和溶液中氧化还原反应的速率常数；还可以用于电镀工艺过程中合金组分的测定。
3.极谱仪：极谱法是一种通过对溶液中溶质的电流电压特性进行测定，定量或定性分析的电化学方法。
极谱仪主要由电源、工作电极、参比电极、计时计数器和数字显示仪等部分组成。
极谱法广泛应用于药物研究、环境监测、生化分析等领域。
例如，可以用极谱法测定水中残留的有机污染物浓度，如苯酚、对硝基苯酚等。
4.电化学发光仪：电化学发光法是一种通过电化学反应产生的化学能转化为光能进行分析的方法。
电化学发光仪主要由电源、工作电极、参比电极、激发光源和光电检测系统等部分组成。
电化学发光法广泛应用于生物医学、环境监测、食品安全等领域。
例如，可以用电化学发光仪测定血液中一些药物的浓度，例如抗生素、草酸等。
总之，电化学分析法的仪器结构和应用十分丰富。
不同的电化学分析法需要不同的仪器结构来进行分析。
常用化学分析方法讲解
常用化学分析方法讲解化学分析方法是化学学科的一个重要分支，用于分析、检验和测定化学物质的组成、结构和性质。
在化学研究、工业生产和环境监测中广泛应用。
本文将介绍几种常用的化学分析方法。
一、光谱学分析方法：1.紫外可见光谱：通过测量物质吸收或反射光的强度来研究物质的组成和性质。
可以用于定量和定性分析。
2.红外光谱：通过测量物质对红外辐射的吸收或散射来研究物质的分子结构和功能基团。
可以用于鉴定和定性分析。
3.核磁共振：通过测量样品中原子核在磁场中的共振吸收来确定原子核的种类和位置，从而了解分子的结构和组成。
二、色谱法：1.气相色谱法：通过物质在固定相和流动相之间的分配行为进行分离和定性分析。
广泛应用于有机物和环境样品的分析。
2.液相色谱法：通过物质在固定相和流动相之间的分配行为进行分离和定性分析。
可以分离和测定有机化合物、生物分子和无机物质。
三、电化学分析方法：1.电导法：通过测量溶液中离子浓度对电流的影响来定量分析离子的含量。
2.极谱法：通过测量电极在不同电位下的电流和电荷来研究物质的电化学行为，包括溶液的酸碱性和离子浓度。
四、质谱法：1.质谱分析：通过测量样品中分子的质荷比和相对丰度来鉴定和定性分析有机物和无机物。
2.质谱成像：通过将样品表面的多个质谱点连接起来，得到样品表面的质谱图像，从而了解样品的组成和分布。
五、热分析方法：1.热重分析：通过测量样品在不同温度下质量的变化来研究物质的热稳定性和分解行为。
2.差示扫描量热法：通过测量样品和参比物在恒定温度下的扫描速率来研究物质的热效应和反应动力学。
六、分子分析方法：1.稳定同位素分析：通过测量样品中稳定同位素的丰度和比率来研究物质的起源和代谢。
2.微生物分析：通过鉴定和测定微生物中DNA、RNA、蛋白质和代谢产物来研究微生物的生长和代谢。
以上只是介绍了部分常用的化学分析方法，每种方法都有其特点和应用领域。
在实际应用中，常常需要结合多种方法进行综合分析，以提高分析效果和准确度。
化学分析方法和分析测试技术
化学分析方法和分析测试技术化学分析是指通过实验室实验的手段来检测物质的成分和性质的一种科学方法。
目前化学分析已经成为一个十分重要的分析研究领域，并与许多其他学科密切相关。
化学分析主要研究物质的化学成分和结构，并通过实验手段来实现物质成分的检测和结构的分析。
化学分析方法可分为定性分析和定量分析两类。
定性分析是指通过实验手段来检测物质的成分和性质，并确定物质所含的基本元素。
而定量分析则是在定性分析的基础上，通过实验手段来确定物质成分的数量。
化学分析中的分析测试技术包括了各种不同的实验手段和实验仪器，用于不同类型的样品分析。
常见的化学分析方法包括火焰光度法、酸度碱度滴定法、电化学分析法等。
其中火焰光度法可以用于检测金属元素的含量，如铁、铜、铝等，通过高温燃烧后产生的有色火焰的颜色和强度来判断金属元素的含量。
酸度碱度滴定法则可用于测定溶液中的酸度和碱度，通过滴定水解后的盐酸或氢氧化钠溶液来测定溶液中酸性或碱性物质的含量。
电化学分析法可以通过进行电极反应来测定样品中的物质含量，电极通常分为阴极和阳极，而电化学实验的方法包括极谱法、电位滴定法和电导法等。
极谱法可以用于检测微量元素的存在，并通过电极的信号来判断元素的含量，而电位滴定法则可用于测定已知物质的浓度，通过溶液的电位来判断物质的含量。
化学分析中的分析测试技术包括了各种不同的实验手段和实验仪器，可分为物理测试方法和化学测试方法两大类。
物理测试方法主要通过测量物理性质来进行分析，包括热重分析、扫描电子显微镜和透射电镜等。
化学测试方法则通过化学反应来进行分析，包括光谱学分析、质谱分析和原子吸收光谱等。
在实际的分析测试过程中，常常会结合多种不同的测试方法来进行物质分析。
化学分析的发展在很大程度上推动了现代科学技术的进步，在许多领域得到了广泛的应用。
在医药、环保、食品安全等领域中，化学分析都发挥着十分重要的作用。
同时，随着现代科技的发展，各种新的化学分析手段也在不断涌现，从传统方法中提取出更多实际应用更为广泛的有效信息。
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polarography and Voltammetry
一、极谱定性方法
qualitative methods of polarography
二、极谱定量方法
quantitative methods of polarography
第二节 极谱定性定量分析 方法与应用
qualitative quantitative methods and applications of polarography
(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？
10:36:11
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 第三节 现代极谱分析技术 modified polarographic technology
第四节 溶出伏安分析原理与技术 principle and technology of stripping voltammetry
结束
10:36:11
第六章 极谱与伏安分析法
polarography and voltammetry
一、单扫描极谱 single sweep polarography
2.定量分析方法
(1) 比较法(完全相同条件) cs; hs 标准溶液的浓度和波高;
hx cx cs hs
(2)标准曲线法
(3) 标准加入法 hX Kcs V c Vs cs H K( X X ) V X VS VS cS hX cX (VS V X ) H V X hX
10:36:11
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）测定物质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）
10:36:11
在1mol/L KCl底液中， 不同浓度的Cd2+极谱波
讨论
1. 同一离子在不同溶液中，半波电位不同。金属络离子 比简单金属离子的半波电位要负，稳定常数越大，半波电位 越负； 2. 两离子的半波电位接近或 重叠时，选用不同底液，可有效 分离，如Cd2+和Tl+在NH3和NH4Cl溶 液中可分离（ Cd2+生成络离子）； 3. 极谱分析的半波电位范围 较窄（2V），采用半波电位定性 的实际应用价值不大； 可逆极谱波：电极反应极快，扩 散控制； 非可逆极谱波：同时还受电极反 应速度控制。氧化波与还原波具 有不同半波电位（超电位影响）。
10:36:11
三、极谱滴定
polarographic titration
四、极谱分析应用
aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱplications of polarography
一、极谱定性方法
qualitative methods of polarography 由极谱波方程式： RT i E E1 / 2 ln nF id i 当i=id时的电位即为半波电 位，极谱波中点。 RT a K M E1 / 2 E O ln 常数 nF M K a 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。
10:36:11
一、单扫描极谱分析法
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
modified polarographic technology
四、脉冲极谱
pulse polarography
五、交流示波极谱
alternating-current oscillopolargraph
10:36:11
三、极谱滴定法（伏安滴定法）
polarographic titration
1.
原理
调节外加电压，使被滴定物 质或滴定剂产生极限扩散电流， 以滴定体积对极限扩散电流作图， 找出滴定终点。 右图为硫酸盐滴定二价铅离 子的极谱滴定曲线
10:36:11
2. 极谱滴定曲线与电位选择
滴定终点前后扩散电流变化分别由试样和滴定剂提供，故 选择不同的电压扫描范围，可获得不同形状的滴定曲线，如 下图所示。 图(b)中，选 择电压在A点， 滴定终点后，过 量的滴定剂不产 生扩散电流，故 滴定曲线变平， 而图(c)中则在滴 定终点后，随滴 定剂的加入，扩 散电流增加。
10:36:11
四、经典直流极谱法的应用
applications of polarography
无机分析方面：特别适合于金属、合金、矿物及化学试 剂中微量杂质的测定，如金属锌中的微量Cu、Pb、Cd、Pb、 Cd；钢铁中的微量Cu、Ni、Co、Mn、Cr；铝镁合金中的微
量Cu、Pb、Cd、Zn、Mn；矿石中的微量Cu、Pb、Cd、Zn、
10:36:11
表
10:36:11
二、极谱定量分析方法
quantitative methods of polarography 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。
1. 波高的测量
(1) 平行线法
(2) 切线法
(3) 矩形法
10:36:11
W、Mo、V、Se、Te等的测定。 有机分析方面：醛类、酮类、糖类、醌类、硝基、亚硝 基类、偶氮类 在药物和生物化学方面：维生素、抗生素、生物碱
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经典直流极谱的缺点
(1) 速度慢 一般的分析过程需要5～15分钟。这是由于滴汞周期需要 保持在2～5秒，电压扫描速度一般为5～15分钟/伏。获得一 条极谱曲线一般需要几十滴到一百多滴汞。