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常用的控制电势技术.doc

上传人:kpmy5893 文档编号:6891069 上传时间:2019-04-25 格式:DOC 页数:2 大小:15KB
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资源描述

1、常用的控制电势技术1、 循环伏安法 是一种常用的电化学研究方法,该方法控制工作电极的电极电势以不同的速率随时间以三角波形一次或多次反复扫描,从起始电压开始沿某一方向变化达到终止电压后又反方向回到起始电压,呈等腰三角形。电势范围内,电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。根据 CV 曲线形状可以判断电极反应的可逆程度,中间体、相界吸附或新相形成的可能性,以及偶联化学反应的性质等。常用该法求解电极反应参数,判断其控制步骤和反应机理,研究双电层吸附现象和电极反应动力学,并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应极其性质如何。对于一个新的电化学体系,首选的研究方法往往就是 CV,可称之

2、为“电化学的谱图” 。2、线性扫描伏安法将线性电压扫描(电压与时间为线性关系)施加于电解池的工作电极和辅助电极之间,称为线性扫描伏安法。工作电极是可极化的微电极,如滴汞电极、静汞电极或其他固体电极;而辅助电极和参比电极则具有相对大的表面积,是不可极化的。常用的电势扫描速率为 0.0010.1V/s,可单次扫描或多次扫描。根据电流电势曲线测得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系,可作定量分析,更适合于有吸附性物质的测定。3、脉冲伏安法脉冲形式是在线性增加的电压上施加振幅恒定的脉冲电压,在每个脉冲之前和结束时,测量两次电流,记录两次电流之差,从而有效地消除背景电流的影响。以电流差值对电势作图,得到脉冲

3、伏安图,其形状不同于普通伏安图,而是呈现峰行。根据所施加脉冲电势方式的不同,一般可分为常规脉冲伏安法和示差脉冲伏安法。4、方波伏安法是一种多功能、快速、高灵敏度和高效能的电分析方法,是一种大幅度的微分技术,施加在工作电极上的电势波形是由对称方波叠加在一个基础阶梯电势上,在每一方波循环中电流采样两次,分别在正向脉冲结束前和负向脉冲结束前。由于方波电势调制的幅度较大,反向脉冲产生了产物的逆向反应,以两点的电流之差对阶梯电势作图。5、溶出伏安法溶出分析是一种非常灵敏的常用于测量痕量金属离子的分析方法,它将富集与溶出过程有效地结合,提高了信躁比,降低了检测限,在合适条件下可以同时测定四种以上浓度低至

4、10-10mol/L 的痕量元素。是使被测得物质在待测离子极谱分析产生极限电流的电势下电解一定的时间,然后改变电极的电势,是富集在该电极上的物质重新溶出,根据溶出过程中所得到的伏安曲线来进行定量分析。根据溶出机理的不同又分为阳极溶出伏安法、阴极溶出伏安法、吸附溶出伏安法和溶出电势法。阳极溶出伏安法中被测金属离子通过衡电势电解,以汞齐形式被还原富集在工作电极上,工作电极可以是悬汞电极、汞膜电极、铂电极或玻碳电极等,然后改变工作电极的电势方向,由负向向正向方向进行扫描,达到一定电势时,富集在电极上的金属重新被氧化溶出,便产生很大的氧化电流,在溶出伏安曲线上出现一个溶出伏安峰,根据峰电流(峰高或面积

5、)与被测金属离子的浓度成正比关系来进行定量分析,而溶出电势则是具有定性意义。阴极溶出伏安法与阳极溶出伏安法的电沉积过程相反,阴极溶出伏安法的富集过称是氧化,溶出过程是还原。先将被测物质置于电解池中,在较正的电势下工作,电极材料本身发生氧化反应,产生金属阳离子与被测物的阴离子发生化学反应,形成难溶膜状富集在电极表面上。经过一段时间后,电极电势向较负的方向扫描,达到一定的还原电势,富集在电极上的难溶膜状物电解溶出,得到伏安曲线,根据溶出峰电流的大小与被测离子浓度关系而进行定量分析。6、计时安培法在静止的电极和静止的溶液体系中,当溶液中存在一种电化学活性物质,将工作电极电势从不发生电化学反应的电势跃

6、迁至能够在电极上发生反应的电势,并保持该电势,测量电流和时间的关系的方法称为计时伏安法。若测量电量与时间的关系则称为计时库伦法或计时电量法。计时安培法(或计时库伦法)在研究电化学反应机理、吸附现象和测定扩散系数等发面,以及流动体系电化学检测方面是十分重要和有用的方法。由于在此条件下传质过程只是扩散好,电流-时间曲线反应了在靠近电极表面附近浓度梯度的变化。电流(在平板电极上)随时间衰减,其变化规律由 Cottrell 方程描述:i = nFACD1/2/1/2t1/2 = kt-1/2式中,n 、 F、 A、 C、 D 和 t 分别为电子数、法拉第常量、表面积、浓度、扩散系数和时间。计时安培法常用来测定电活性组分的扩散系数或测定工作电极的表面积。

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