生物材料理化检验_知识点(大学期末复习资料)
理化检验复习资料

理化检验复习资料理化检验是指对物质进行化学和物理性质测试以确定其成分和特性的过程。
在各行各业中,理化检验都扮演着重要的角色,无论是工业生产、医疗卫生,还是环境监测、食品安全等领域,理化检验都是确保产品质量和保护公众利益的核心环节。
为了帮助大家更好地复习理化检验知识,本文将为您提供一些重要的复习资料。
一、化学分析方法1. 定性分析:定性分析是判定物质中所含成分及其性质的方法。
常见的定性分析方法包括颜色反应、气味、形态、溶解性、共沉淀、火焰试验等。
通过这些方法,我们可以初步判断出物质的成分和性质。
2. 定量分析:定量分析是通过测定物质中所含成分的含量来确定物质的定量成分。
常见的定量分析方法包括重量法、容量法、光度法、电位滴定法等。
这些方法可以精确地计算出物质中各组分的含量。
二、物理测试方法1. 密度测定:密度是物质的质量与体积之比,是物质的固有性质。
密度测定在很多应用中都非常重要,例如在工业生产中用来判断物质的纯度、在食品加工中用来测定食材的营养成分等。
密度测定可以通过测量物质的质量和体积来进行。
2. 溶解度测定:溶解度是指在一定温度和压力条件下,单位体积溶剂中溶解的溶质的物质量。
溶解度测定可以用来判断物质在不同溶剂中的溶解性,以及溶解时的温度和浓度关系。
溶解度测定常用的方法有重力法、加热法和测定溶液的浓度变化法等。
三、实验室安全和质量控制1. 实验室安全:实验室是进行理化检验的场所,在实验室中进行工作时必须遵守一定的安全规范。
比如,实验室中应该有足够的通风设备,避免有害气体的积聚;实验人员应该佩戴适当的个人防护装备,防止化学品溅射伤害等。
此外,实验室中的化学品和仪器设备也需要按照规定进行管理,避免事故发生。
2. 质量控制:质量控制是指通过对检验过程和结果进行监控和分析来保证检验的准确性和可靠性。
在理化检验中,常用的质量控制方法包括标准品的使用、质量控制样品的分析和参加质量控制活动等。
这些方法可以帮助检验人员识别和纠正潜在的误差,提高检验结果的准确性。
理化检验知识点总结

理化检验知识点总结一、理化检验的基本概念1. 理化检验的定义理化检验是指对各种物质的性质、成分和结构进行分析和检验的过程。
2. 理化检验的要求(1)精确性:检验结果应该准确无误。
(2)可再现性:在同样的条件下,能够重现相似的结果(3)可靠性:检验结果应该是可靠的,并且能够得到认可。
二、理化检验的基本操作1. 试样的采集(1)试样的选择:根据检验目的和要求进行选择。
(2)试样的采集:根据采样方法进行采集。
(3)试样的保存:根据试样的性质选择适当的保存方法。
2. 样品的制备(1)溶液的制备:根据检验要求配制标准溶液。
(2)气体的制备:通过化学反应或者分离纯度高的气体。
(3)物质的纯化:通过提纯的方法使物质纯净。
3. 试验室常用设备(1)平衡:用于测量物质的质量。
(2)显微镜:用于观察微小颗粒的设备。
(3)分析天平:用于分析物质的质量。
(4)离心机:用于分离悬浮的颗粒和液体。
三、理化检验的基本原理1. 反应与平衡(1)化学反应:化学反应是指一种或多种物质之间发生物理或化学变化的过程。
(2)化学平衡:化学反应达到一定的比例时,反应会达到平衡状态。
2. 分析方法(1)定性分析:通过比较颜色、激光等方法判断物质的成分。
(2)定量分析:通过各种方法测定物质的含量。
3. 仪器设备(1)比色计:用于测定物质的颜色。
(2)分光光度计:用于测定物质的吸光度。
(3)热重分析仪:用于测定物质的热重变化。
四、理化检验的常用方法1. 光谱分析(1)紫外-可见分光光度法:利用物质对紫外或可见光的吸收特性进行分析。
(2)红外光谱法:利用物质对红外光的吸收特性进行分析。
(3)质谱分析:利用物质的分子离子在电场中的行为进行分析。
2. 色谱分析(1)气相色谱法:利用气相质谱技术分析物质成分。
(2)液相色谱法:利用液相质谱技术分析物质成分。
3. 电化学分析(1)极谱法:利用物质在电化学条件下的行为进行测定。
(2)电导率法:利用物质在电场中的导电性进行测定。
生物材料检验复习资料

生物材料检验复习资料第一篇:生物材料检验复习资料生物材料检验:分析检验生物材料中化学物质及其代谢物的含量或因化学物质引起的的生物效应指标变化。
生物材料:是人体体液(如血液)、排泄物(如呼吸气、尿液)、毛发,指甲以及组织脏器等的总称。
生物标志物:指生物系统接触外源性物质后出现的一种变化。
分为三类:接触性生物标志物、效应性生物标志物,敏感性生物标志物。
生物接触限值(BEL):大体相当于健康人吸入接触最高允许浓度的毒物时生物材料中被测物的水平。
尿液可分为全日尿,晨尿,定时尿和随时尿。
生物半减期:指进入生物体内的化学物质的里量通过各种途径消除一半所需要的时间,又代谢半减期。
一、检验方法的一般要求:1.方法的一般要求1)灵敏度选择符合生物监测的基本要求2)操作简便3)试剂易得、价廉4)效率高5)符合国情,易推行、推广2.选择和建立生物检测方法必须考虑的因素: 1)被测成分①溶解性,稳定性②含量水平高g/L水平低ug/L 二、方法研制准则的基本内容1.取样、运输、保存的原则1)取样:(1)容器工具材质不干扰测定(2)取样的操作要防止污染(3)取样时间根据半减期判断决定(4)取样的体积尿液>=50ml 静脉血>=5ml 末梢血500ul2)保存时间:一天,三天,一周,两周一般只要求两周 3)运输过程:保证分析物稳定,必要时要冷藏和冷冻运输4)防腐剂(尿)和抗凝剂(血)2.样品预处理原则1)尿液浓度按比重校正尿标准比重1.020,>1.030及<1.010的尿液应弃去2)样品预处理的目的是消除干扰(1)测定无机物时①用稀释液稀释后测定②混合酸消化(2)测定有机物成分:先水解,再分离(3)回收率>=75%3.制定分析方法的程序1)分析条件选择、优化2)确定检出限(1)影响检出限的因素:试剂的纯度,仪器的工作状态,电源稳定性光源的温度变化、污染等不可控制的因素。
(2)检出限的确定一般用统计法,一般用空白值的3倍标准差计算;色谱法用3倍噪音水平,检出限应小于0.3倍生物接触限值。
理化检验复习资料

理化检验复习资料一、介绍理化检验是指对物质进行分析、检验和测试,以获取其组成、性质、结构和质量等相关信息的一种科学实验。
在各个工业领域,如化工、制药、食品等,理化检验都扮演着重要的角色。
本文将为大家提供一份理化检验的复习资料,希望能够帮助大家巩固知识,提升实验操作能力。
二、理化检验的基本概念1. 理化性质:物质存在的基本特征和行为,如颜色、气味、熔点、沸点等。
2. 物质的组成:物质的成分和结构,包括元素、化合物和混合物等。
- 元素:由一种原子组成的物质,如氧气、氢气等。
- 化合物:由两种或多种元素化合而成的物质,如水、二氧化碳等。
- 混合物:由两种或多种物质混合而成的物质,如空气、海水等。
3. 分析方法:用于分离和鉴定物质的方法,如重量法、体积法、滴定法等。
4. 检验方法:用于判断物质是否符合要求的方法,如酸碱指示剂检验、纸张质量检验等。
三、常用的理化检验方法1. 火焰试验法:用于检验金属和非金属元素的存在。
- 碱金属离子:火焰呈现黄色。
- 碱土金属离子:火焰呈现红色。
- 钠离子:火焰呈现黄色,且有明亮的黄色光谱线。
- 钾离子:火焰呈现紫色,且有明亮的紫色光谱线。
2. 酸碱滴定法:用于测定溶液中的酸碱度。
- 酸度:用酸量化学计量的概念,酸度越高,pH值越低。
- 碱度:用碱量化学计量的概念,碱度越高,pH值越高。
- 滴定终点:溶液中酸和碱完全反应的点。
3. 分光光度法:用于测定物质的浓度。
- 原理:物质溶液吸收特定波长的光线,与物质浓度成正比。
- 操作步骤:制备一系列浓度不同的标准溶液,通过测量吸光度-浓度曲线来确定未知溶液的浓度。
四、理化检验中的安全注意事项1. 实验室安全:佩戴实验室必需的个人防护用具,如实验手套、眼镜等。
2. 实验操作规范:按照实验操作指南进行实验,注意事项严格遵守。
3. 防火安全:对易燃物质和火焰进行防护,确保实验室环境的安全。
4. 废弃物处理:将实验产生的废弃物正确处理,分类投放。
生物材料检验

生物材料检验生物材料检验是指对生物材料进行检测、分析和评估,以确保其符合相关标准和要求,保障生物材料的质量和安全性。
生物材料广泛应用于医疗器械、生物医药、食品安全等领域,其质量直接关系到人类健康和生命安全。
因此,生物材料检验显得尤为重要。
首先,生物材料检验需要关注其基本物理化学性质。
这包括材料的密度、硬度、强度、热稳定性、化学稳定性等。
这些性质对于生物材料的使用和耐久性具有重要影响,因此必须进行准确的检测和评估。
例如,医疗器械中使用的生物材料需要具有一定的硬度和强度,以确保其在使用过程中不会出现断裂或变形,从而影响治疗效果或导致意外伤害。
其次,生物材料检验需要关注其生物相容性。
生物相容性是指生物材料与生物体组织之间的相互作用和影响。
这包括材料的细胞毒性、致敏性、炎症反应等。
生物材料在与人体接触时,必须具有良好的生物相容性,不会对人体组织和器官产生不良影响。
因此,必须对生物材料进行细胞毒性实验、皮肤致敏实验、植入试验等,以评估其生物相容性。
另外,生物材料检验还需要关注其微生物污染和生物质量安全。
生物材料在生产、储存和运输过程中容易受到微生物的污染,这可能导致生物材料的质量下降和安全性降低。
因此,必须对生物材料进行微生物检测和评估,以确保其符合相关的微生物污染标准和要求,保障生物材料的质量和安全性。
最后,生物材料检验需要关注其环境友好性和可持续性。
随着人们对环境保护和可持续发展的重视,生物材料的环境友好性和可持续性日益受到关注。
因此,必须对生物材料进行环境影响评估、资源利用评估等,以评估其对环境的影响和可持续发展性能。
综上所述,生物材料检验是确保生物材料质量和安全性的重要手段,需要关注其基本物理化学性质、生物相容性、微生物污染和生物质量安全、环境友好性和可持续性等方面。
只有通过严格的检验和评估,才能保障生物材料的质量和安全性,促进生物材料的健康发展和应用。
生物材料检验复习资料

生物监测指标:血清氟、尿氟
尿样、
血样、
发样
血清氟的测定与尿氟的测定方法相同,常采用标准加入法和标准曲线法
1.氟离子选择电极
原理:
以氟离子选择电极为指示电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,将电极插入待测溶液后组成化学原电池。在一定条件下,电池电动势与氟离子活度的对数呈线性关系,可通过测定标准溶液和试液的电池电动势,求出氟离子浓度
注意事项:
铅测定中选用4%磷酸二氢铵和6%抗坏血酸作基体改进剂
镉测定中选用2%磷酸氢二胺(含1%硝酸)作基体改进剂,也可采用氯化钯与硝酸镁作基体改进剂使灰化温度提高从而降低基体干扰.装有塞曼效应或自吸效应背景校正器的仪器均能正确扣除背景,但对于装氘灯背景校正器的仪器,就可能无法扣除背景
镉
淡蓝色的银白色金属,镉的化学性质与锌相似
食物、饮水、药物均可摄入铝
1989年将铝列为食品污染源加以管理
血清铝
发铝
汞
强烈亲硫性,实验室常用硫黄处理散落的汞滴,
氯化汞,俗称升汞,有剧毒
各种形态的汞均有毒性,
金属汞以蒸气形态通过呼吸道吸收,
无机汞和有机汞化合物主要通过消化道吸收
毒性:有机汞>无机汞
尿汞(可作为近期接触指标)
血汞
1.尿样
2.血样(肝素抗凝)
原理同上。
检出限:锰0.2μg/l,铬0.54μg/l,镍1.42μg/l,铝3.0μg/l
2.电感耦合等离子体原子发射光谱法(测发锰、铬、镍)
原理:
利用电感耦合等离子体作激发光源,试样由进样器引入雾化器并被氩载气带入焰矩中,试样组分被原子化、电离、激发,以光的形式发射出能量。不同元素的原子在激发或电离时,发射不同波长的特征光谱,故根据特征光波长可进行定性分析;元素含量不同时,发射光的强弱也不同,据此可定量
理化检验重点

水分的测定方法直接法:直接干燥法、减压干燥法、真空干燥法、蒸馏法、卡尔·费休法等。
①直接干燥法:适用于谷物及其制品、水产品、豆制品、乳制品、肉制品及卤菜制品。
②减压干燥法:适用于糖及糖果、味精等易分解食品中水分的测定。
③蒸馏法:适用于含较多的挥发性物质的食品如油脂、香辛料等水分的测定。
★★(一)直接干燥法★★1、原理:在常压下于95~105℃将样品在烘箱中加热干燥,除去水分至样品恒重,干燥前后样品的质量之差为样品的水分含量。
2、适用范围①水分是唯一的挥发的物质;②可以较彻底地去除水分;③对热稳定的食品,食品中其他组分在加热过程中发生化学反应引起的重量变化非常小,可忽略不计。
3、操作条件:★(1)称量皿的选择(铝制、玻璃)玻璃称量皿:能耐酸碱;常用于常压干燥法。
一般样品≯1/3高度。
铝制称量盒:对酸性食品不适宜,常用于减压干燥法或原粮水分的测定。
★注意:称量皿放入烘箱内,盖子应该打开,斜放在旁边,取出时先盖好盖子,用纸条取,放入干燥器内,冷却后称重。
★(2)样品的预处理(对分析结果影响较大):防止组分发生变化,特别要防止水分的丢失或受潮。
固样要磨碎(粉碎);液样要先水浴浓缩再进干燥箱;浓稠液体(糖浆、炼乳等)加入海砂。
(3)称样量(4)所用仪器:普通烘箱、干燥器(5)干燥条件:①干燥温度:1. 一般是95~105 ℃;对含还原糖较多的食品应先在(50~60℃)干燥,然后再在105℃下加热。
②干燥时间:恒重——最后两次重量之差< 2 mg 。
基本保证水分蒸发完全。
规定时间——根据经验,准确度要求不高的。
二、减压干燥法适用范围:较高温度下易热分解、变质或不易除去结合水的食品,如糖浆、果糖、味精、麦乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品等的水分含量测定。
(3) 仪器及装置:真空干燥箱(带真空泵、干燥瓶、安全瓶)(4)操作方法:①准确称取2~5g样品于已烘干至恒重的称量皿中,放入真空烘箱内;②按图所示流程连接好全套装置后,打开真空泵抽出烘箱内空至所需压力40~53.3KP,并同时加热至所需温度( 50~60 ℃);③关闭真空泵上的活塞,停止抽气,使烘箱内保持一定的温度和压力,经一定时间后,打开活塞使空气经干燥瓶缓缓进入烘箱内,待压力恢复正常后,再打开烘箱取出称量皿,放入干燥器中冷却0.5小时后称量。
生物材料导论复习重点

1.生物材料的两种定义,一种是指天然生物材料,也就是由生物过程形成的材料,如结构蛋白(胶原蛋白、胶原纤维、蚕丝等)、生物矿物(骨、牙、贝壳等)和复合纤维(木材,竹等)。
另一种定义为活组织中的天然材料和用于修复人体的材料。
广义:生物体(生命体)材料和生物医用材料。
狭义:生物医用材料,即各种医用、特别是对生物体进行诊断、治疗、修复/置换人体受损组织和器官或增进其功能癿功能性材料。
2.生物材料的分类:按来源分可分为:天然材料和合成材料;按生物活性分可分为:生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料。
生物复合材料;按材料的组成和结构分为金属材料、非金属材料、高分子材料、复合物材料;按材料功能(临床用途)分为硬组织相容性材料、软组织相容性材料、血液相容性材料,生物降解材料。
3.表面界面效应:随着晶粒尺寸减小,晶界原子占总原子数的百分比快速增加。
4.物质的热效应都有哪些?热膨胀,热传导,热容,耐热性5.什么叫荷叶效应,及其在工程中的应用?荷叶效应是指荷叶表面具有超疏水以及自清洁的特性。
由于荷叶具有疏水、不吸水的表面,落在叶面上的雨水会因表面张力的作用形成水珠,水与叶面的接触角(contact angle)会大于140度,只要叶面稍微倾斜,水珠就会滚离叶面。
因此,即使经过一场倾盆大雨,荷叶的表面总是能保持干燥;此外,滚动的水珠会顺便把一些灰尘污泥的颗粒一起带走,达到自我洁净的效果。
6.什么叫Young方程?接触角的大小对固体的润湿性能好坏有怎样的关系?Young方程是描述固气、固液、液气界面自由能Y sg, Y SL, Y Lg与接触角。
之间的关系式,亦称润湿方程。
利用接触角的大小可以估计润湿程度:a< 90°,称为润湿,如:水在玻璃表面上;a > 90°,称为不润湿,如:汞在玻璃表面上;a = 180°,代表完全不润湿,尚未出现完全不润湿的固体;a= 0°,代表完全润湿,如:液体在固体表面的铺展;a < 10° ,为超亲水;a> 150°,为超疏水。
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生物材料知识点(仅供参考)第一章、绪论1.生物材料、生物材料检验、生物监测、正常值、生物接触限值的定义;生物材料(biological material)是生物体的体液(血液)、排泄物(尿液、呼出气)、毛发和试验动物脏器组织的总称。
生物材料检验(analysis of biological material)是研究生物材料中化学物质或其代谢产物或由化学物质引起机体产生的生物学效应指标变化的分析测定方法。
生物监测是指定期(有计划)地检测人体生物材料中化学物质或其代谢产物的含量或由它们所导致的无害生物效应水平,以评价人体接触化学物质的程度及对健康的影响。
生物监测评价的是毒物的内剂量水平。
环境监测强调空气、水等生产环境中毒物的含量水平,估计毒物进入体内的接触水平,评价的是毒物的外剂量水平。
环境监测和生物监测的结果应该是相关的。
两者相辅相成,共同提供评价职业有害因素对人体危害的基础资料。
正常值(normal reference range)是指正常人(无明显肝、肾及血液系统疾病,无职业有害因素接触史)的生物样品中某种成分的含量或生化指标值。
常通过对某地区的正常人抽样调查所得结果进行统计分析,取95%上限值( 职业接触只引起升高的时候)或97.5%和2.5%上下限之间值(过高或过低均有一定的危害的时候)。
(本底值)生物接触限值(biological exposure limit, BEL)是为保护作业人员健康,对生物材料(尿、血、呼出气)中污染物或其代谢产物所规定的最高容许浓度,或某些生物效应指标改变所容许的范围。
其值相当于健康工人吸入或接触最高容许浓度的毒物时,生物材料中被测物的含量水平。
2.生物材料检验指标的选择原则:特异性好;具有良好的剂量-效应关系;稳定性好;有准确可靠的检测方法3.生物材料检验指标的分类生物材料检验指标主要有以下三个方面:(1) 生物材料中化学物质原形的检验:(2) 生物材料中化学物质代谢产物的检验:(3) 生物效应指标的检验:4.生物样品的选择原则(1)选用的生物材料中被测物的浓度与环境接触水平或与健康效应有剂量相关关系;(2)样品和待测成分(指标)足够稳定以便于运输和保存;(3)采集生物样品对人体无损害,能为受检者所接受。
目前用得最多的生物材料是尿液,其次是血液和呼出气。
尿样的收集随机尿样:收取方便,但由于尿中待测物浓度波动较大,分析结果往往不能反映实际情况24小时尿样:所得结果不受某些成分排出无规律的影响,也不受饮水和排汗的影响,但收集24小时尿样较麻烦,在夏天尿样易腐败;晨尿:收集受检者早晨起床后的第一次尿样进行分析,对多数测定能反映实际情况,收集方便,应用最多4.尿样测定结果的两种校正方法;校正方法有比重校正法和肌酐校正法两种。
(1)比重校正法:将尿中被测物浓度校正为标准比重(我国规定尿样的标准比重为1.020)下的浓度,校正公式为:C校=C×(1.020-1.000)/(d-1.000)=C×K式中C校--经校正后尿中待测成分的浓度(mg/L);C--测得的尿中待测成分的浓(mg/L);1.020--为我国采用的尿的标准比重;d--实际测得的尿样比重;K--校正尿比 1.020的系数。
(2)肌酐校正法:在一般情况下饮食、饮水量和利尿剂对肌酐的排出率没有太大影响,健康人一天排尿所排出的肌酐量变化很小,一般在1.8g左右。
因此,可用经尿液排出1g肌酐所相应的待测成分的量来表示尿中待测物的浓度,或经尿液排出1.8g肌酐所相应的待测成分的量来代表全天尿中待测成分的含量。
校正公式为:尿中待测成分浓度(mg∕g肌酐)=实测浓度(mg/L)/肌酐浓度(g/L)尿中待测成分浓度(mg∕d)=实测浓度(mg/L)/肌酐浓度(g/L)×1.8g/d例:取混匀尿样25ml经硝酸-高氯酸消化后,用10ml双硫腙三氯甲烷液萃取,测得萃取液中铅浓度为0.30mg/ml,同时测得该尿样的肌酐浓度为1.5g/L,试计算该尿样的铅含量(以mg/g肌酐和mg/d表示)。
4.几种常用的湿消化法破坏生物样品中有机物的方法有湿消化法和干灰化法1.湿消化法用强氧化性酸和其他氧化剂,结合加热,使样品中所有有机物破坏,待测成分变成易溶的盐类。
常用的氧化性酸有硝酸、硫酸和高氯酸,氧化剂有高锰酸钾和过氧化氢等。
(1)硝酸-高氯酸法:氧化能力强,反应速度快,消化温度低,挥发损失小。
由于硝酸和高氯酸的沸点均较低,过量的酸液容易挥发除去。
(2)硝酸-高氯酸-盐酸法:本法用于示波极谱法测定尿中铅镉等元素的测定。
加入盐酸的目的是与锡生成氯化物蒸发除去,消除锡对极谱测定的干扰。
(3)硝酸-高氯酸-硫酸法:是应用最广泛的一种有机物破坏方法,适用于除挥发性元素外的金属毒物测定时,各种生物样品的处理。
加入硫酸后,可适当地提高消化温度,充分发挥硝酸和高氯酸的氧化作用,防止烧干。
(4) 硫酸-高锰酸钾法:利用高锰酸钾-硫酸在低温下氧化尿中有机物,再用盐酸羟胺或过氧化氢将过量的高锰酸钾褪色,此法专用于分析尿汞时样品的消化。
2.干灰化法干灰化法操作简便,加入试剂少,空白值低,特别适用于大批样品的处理。
但干灰化法使用的温度高,待测成分易挥发损失,同时待测成分被坩埚材料吸留,难于溶出,使回收率降低。
为了帮助灰化,降低待测成分的挥发和吸留损失,可加入适当的助灰化剂,如硝酸、硫酸、硝酸镁和氧化镁、氢氧化钾等。
5.几种有机物分析样品的预处理方法1. 溶剂萃取法2.挥发法和蒸馏法:这是一类利用物质的挥发性来进行分离分析的方法。
(1)扩散法:此法可用于尿氟的测定。
(2)静式顶空分析法:(3)动式顶空法:(4)氢化物发生法:(5)蒸馏法:3.固相萃取法(SPE) 是一类基于液相色谱分离原理的样品制备技术。
4.固相微萃取法(solid phase micro-extraction,SPME)示波极谱法极谱分析法是通过测定电解过程中所得到的电压-电流曲线的特性参数(如波高、半波电位)来进行电活性物质定性和定量的分析方法。
若电压呈慢速(0.2V/min)线性扫描,即为经典极谱法。
电解池中插入两支电极饱和甘汞电极:阳极;滴汞电极:阴极经典极谱法测定原理由于扩散电流表示由电活性物质扩散速度决定的电解电流,而电活性物质的扩散速度由其浓度梯度决定,浓度梯度又由体系中的电活性物质浓度决定,因此扩散电流可用于电活性物质的定量,电活性物质的浓度与扩散电流的关系由扩散电流方程式(尤可维奇方程式)给出:i d=607nD1/2m2/3t1/6C式中:id为扩散电流(以mA表示);607为常数,包括法拉第常数和温度(25℃)在内的常数;n为被还原离子的价数(即每一摩尔反应物的法拉第数);D为被还原离子的扩散系数(cm2/s);m为每秒钟自滴汞电极毛细管中流出汞的质量(mg/s),t为每个汞滴滴下的时间(s);C为被还原离子的浓度(以mmol/L表示)。
m2/3t1/6项称为毛细管特性常数607nD1/2项称为扩散电流常数,此项数据大,则扩散电流大,测定被测物质的灵敏度高当溶液的组成、温度和毛细管汞柱高度一定时,607nD1/2m2/3t1/6为定值,则id=kC,扩散电流与浓度成正比在一定条件下,扩散电流与溶液中的被测离子浓度成正比(id=KC),所以根据扩散电流的大小就可求出被测离子的浓度,此即极谱定量分析的依据。
在一定的支持电解质溶液中和一定的实验条件下,半波电位不随被测离子的浓度而改变,只与被测离子的特性有关,被作为极谱定性的依据示波极谱法示波极谱法是应用阴极射线示波器作为显示和测量工具的极谱分析方法的总称。
根据所加扫描电压不同,示波极谱法分为两类:l直流示波极谱法:在滴汞周期的后期施加一个随时间作线性变化的锯齿波扫描电压,记录电压-电流曲线,又称单扫描示波极谱法或线性扫描示波极谱法。
l交流示波极谱法:所加的扫描电压为恒振幅的交流电压,用示波器记录电压随时间变化的曲线,目前国内应用较广的是直流示波极谱法。
直流示波极谱的测定原理在盛有待测物质的电解池中,插入饱和甘汞电极和滴汞电极,在滴汞周期的末期迅速施加一定幅度随时间作线性变化的锯齿波电压,使待测物质在汞滴上还原产生电解电流,电解电流通过与电解池串联的电阻R 而产生电压降,当电阻一定时,电压降的大小反映了电解电流的大小。
把电阻两端的电压降经放大器放大后加在示波管的垂直偏向板上,施加在电解池两电极间的电压经放大器放大后加在示波管的水平偏向板上,在示波管的荧光屏上出现随扫描电压作对应变化的电解电流曲线,这种曲线称为示波极谱的i-E 曲线或示波极谱图。
曲线峰对应的电流称为峰电流,峰电流与离子浓度C 之间的关系由峰电流方程式给出:式中:ip —峰电流;n —参与电化学反应的电子数;D —扩散系数(cm2/s);v —电压扫描速度(V/s);A —滴汞面积(cm2);C —待测物质(电活性物质)浓度(mol/L)。
在一定的实验条件下,上式中2.72×105n3/2D1/2v1/2A 为常数,则即峰电流与待测离子的浓度C 成正比,这是示波极谱进行定量分析的基础。
在实际工作中,峰电流的大小是以极谱图中峰高h 来表示,则有h =K’C。
峰高的测量方法是直接在示波管上该取峰顶和基线间的格子数极谱定量方法:(1)标准曲线法(2)比较法(3)标准加入法在示波极谱图中,曲线峰对应的电位称为峰电位,与半波电位的关系是:Ep=E 1/2-0.028/n 峰电位Ep 值由物质的特性所决定,在一定的实验条件下是恒定的,可作为示波极谱定性的依据。
电极系统:包括三电极、贮汞瓶和振动器等。
示波极谱中,三电极是指滴汞电极、参比电极(小型饱和甘汞电极)、辅助电极(铂电极)。
由于小型饱和甘汞电极的内阻大,不宜通过电流,因此,仪器采用三电极法,让电解池电流经辅助电极流向滴汞电极,参比电极只是将滴汞电极与参比电极之间的电位反馈到补偿放大器。
使用三电极法,底液中支持电解质的浓度可以很稀,这样可减少试剂中杂质的影响,对于痕量分析有利。
同时,示波极谱法作常量分析的准确度也很好(为何采用三电极)几个基本概念极限电流(以il 表示):由于一般电活性物质在电极上的电化学反应速度远远大于其向电极扩散的速度,当电压增加到一定值时,电极表面附近的电活性物质几乎全部被还原,电解电流就由电活性物质的扩散速度决定,电解电流达到一极限值,称为极限电流。
扩散电流(diffusion current ,以id 表示):它表示由电活性物质扩散所决定的电流,其值为极限电流的数值减去残余电流数值,即id =i1-ir 。
半波电位(以E1/2表示):是当电流等于扩散电流一半时的电位。
1.残余电流(以ir 表示):概念:在极谱分析时,当外加电压未达分解电压时待测元素在被还原之前所观察到的微小电流 。