電化學(xué)分析方法在元素形態(tài)分析中的應(yīng)用課件

1、電化學(xué)分析方法在元素形態(tài)分析中的應(yīng)用報告人：魏瀟淑2011年1月17日目錄 元素形態(tài)分析的目的及意義1 元素形態(tài)分析研究的方法原理2 溶出伏安法測定元素形態(tài)的應(yīng)用3參考文獻(xiàn)4元素形態(tài)分析的目的及意義 意義： 形態(tài)是指某一元素以特定的分子、電子和原子核結(jié)構(gòu)存在的形式，包括同位素、不同價態(tài)、無機化合物、有機絡(luò)合物、有機金屬化合物、大分子絡(luò)合物等。 元素的不同形態(tài)具有不同的毒性、化學(xué)特性和生理功能, 因而對環(huán)境質(zhì)量和人體健康的影響不同，因此分析研究元素的不同化學(xué)形態(tài)，獲得元素不同形態(tài)及其含量的信息顯得至關(guān)重要。 元素形態(tài)分析研究的方法元素形態(tài)分析BECDA電分析法 儀器聯(lián)用質(zhì)譜法 光譜法色譜法溶出法

2、庫倫法 脈沖法電化學(xué)分析法離子選擇性電極伏安法 極譜法溶出伏安法Stripping Voltammetry 溶出伏安法的基本原理： 溶出伏法（stripping voltammetry）包含電解富集和電解溶出兩個過程。首先是電解富集過程。它是將工作電極固定在產(chǎn)生極限電流電位上進(jìn)行電解，使被測物質(zhì)富集在電極上。為了提高富集效果，可同時使電極旋轉(zhuǎn)或攪拌溶液，以加快被測物質(zhì)輸送到電極表面，富集物質(zhì)的量則與電極電位、電極面積、電解時間和攪拌速度等因素有關(guān)。其次是溶出過程。經(jīng)過一定時間的富集后，停止攪拌，再逐漸改變工作電極電位，電位變化的方向應(yīng)使電極反應(yīng)與上述富集過程電極反應(yīng)相反。記錄所得的電流電位曲線

3、，稱為溶出曲線，呈峰狀。溶出伏安法中的工作電極機械擠壓式懸汞電極掛吊式懸汞電極汞膜電極其它固體電極 陽極溶出伏安法： 陽極溶出伏安法是將被測離子在適當(dāng)?shù)牡滓杭巴饧与妷合孪入娊飧患诠ぷ麟姌O上，然后使外加電壓向正的方向增加，使其氧化溶出得一陽極溶出液，根據(jù)波的高度可確定被測離子的含量，因此峰電位和峰電流可作為定性和定量分析。 陰極溶出伏安法： 首先，在很稀的溶液中,陽離子或配離子在比它本身更正的電位下經(jīng)電解一定時間，被氧化的陰離子形成體積很小的汞滴或汞膜內(nèi)形成汞齊，或者沉積在電極表面上；然后，使加在工作電極上的電壓向陰極掃描，使被氧化的陰離子或配合離子重新還原而成為離子溶液，記錄電流電壓曲線，由

4、峰高可以定量溶液中的待測離子。陰極溶出伏安法有很高的靈敏度,測定下限可以達(dá)到10-8 mol/L，有的甚至可以達(dá)到10-10-10-12 mol/L。溶出伏安法測定元素形態(tài)的應(yīng)用鋁、鉻、鎘、鉛、汞、鐵、鋅、銅、氟化物、稀土元素等。電化學(xué)分析法測定元素形態(tài)分布食品中金屬形態(tài)分析 ： 1. Nevenka Mikac等用微分脈沖陽極溶出伏安法來測定貝類和水體中烷基鉛含量，結(jié)果與使用氣相色譜- 原子吸收光譜聯(lián)用的方法結(jié)果基本一致。 2. G Dugo L 等發(fā)明了演變陽極溶出電位分析法( DASCP )，選擇黃金膜電極，分析飲料、茶水、咖啡和礦泉水中無機砷的形態(tài)，分析A s(III)無需樣品預(yù)處理和

5、脫氧，測定As(V)只需用KI 還原為A s (III) 即可。測量準(zhǔn)確，不受Cd、Cu、Pb、Zn和其他有機物干擾。 3. 林荔，章亞彥等采用金盤電極1.5次微分陽極溶出伏安法測定了飲料中的鍺含量，方法簡便，結(jié)果準(zhǔn)確。 4. 吳本復(fù)，葉紅鷹等應(yīng)用溶出伏安法連續(xù)測定了糧油制品中的營養(yǎng)強化劑鋅和鐵，方法簡便快速，靈敏度和回收率均較高。陽極溶出伏安法測定海水中的痕量Zn實驗原理： 本方法利用標(biāo)準(zhǔn)加入法的原理，即加標(biāo)后樣品峰高的增加值與標(biāo)準(zhǔn)加入量呈正比，據(jù)此計算出樣品中痕量Zn的濃度。一般選擇標(biāo)準(zhǔn)加入量以加入后峰高為加入前峰高的兩倍左右為宜。懸汞電極的制備： 懸汞電極的制備效果直接影響樣品的測定，制

6、作時鉑金電極應(yīng)用金相砂紙進(jìn)行充分打磨，直到表面平整光滑，然后均勻沾上一層汞膜，不能有金屬表面裸露在汞滴外。進(jìn)行儀器掃描檢驗電極，以溶出譜圖光滑流暢為宜，如果譜圖有毛刺峰或出峰很亂，則應(yīng)重新制作懸汞電極。底液酸度的選擇： 檢出限為1.2g/L，回收率為95.5106.5% ,RSD為3.49。生物樣品中砷的陰極溶出伏安法測定實驗方法： 準(zhǔn)確移取5.0 mL 7.5 mol/ L HCl 溶液置于50 mL 容量瓶中, 加入5.0 mL 0.5 g/L CuCl 溶液, 定容后作底液空白, 取此溶液10.0 mL 置于樣品池中, 以懸汞為工作電極, Ag/AgCl( 飽和KCl) 為參比電極, 鉑

7、絲作輔助電極, 在M303ASMDE 電極系統(tǒng), 用384B 微處理器設(shè)定電極操作參數(shù), 通氮氣攪拌4min, 富集2 min, 靜置30s, 在電位( V) -0.6 -0.9 V 之間運行得出陰極溶出曲線, 用DMP_40 型數(shù)字式打印機輸出信號, 作空白校正, 然后用微量進(jìn)樣器取5L 的含砷樣品, 加到樣品池中測定樣品,輸出樣品的陰極溶出曲線, 記錄峰電流。離子干擾： 實驗表明, 50 倍的Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、Zn2+ 、Al 3+ , 10 倍的Mn2+ 、Fe2+ 、Ti3+ 、I- 、Br - 不干擾( 測定誤差小于0.5% ) , 同量的Cu2+、Sb3+、Pb2+、Bi3+ 影響電流、電位,實驗中避免多次運行, 以提高測定的精密度。展望 現(xiàn)在的電化學(xué)分析方法在靈敏度方面已能基本滿足大部分實際樣品的測定需要; 未來的發(fā)展主要集中在提高方法的選擇性,