Общая характеристика метода:

1.Применим для анализа всех элементов периодической системы, если они окисляются или восстанавливаются.

2.Погрешность 2-5 %,

3.Предел обнаружения 10-8 – 10-9М

4.Быстрота анализа.

Недостатки: Hg, калибровка.

МЕТОД ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ

Сущность метода инверсионной вольтамперометрии заключается в выделении электролизом определяемого элемента из очень разбавленного раствора на стационарном индикаторном электроде (чаще всего на ртутной капле или тонкой пленке ртути) с последующим анодным растворением полученной амальгамы и регистрацией вольтамперной кривой. Процесс электролиза ( накопления ) проводят при постоянном потенциале (Еэ), соответствующем предельному току, в перемешиваемом растворе фонового электролита. Анодное окисление полученной амальгамы (переход анализируемых металлов в раствор) осуществляют при линейно - меняющемся потенциале.

Рис. Схема электрохимической ячейки для инверсионной вольтамперометрии.

1 - корпус ячейки; 2 - съемная крышка с отверстиями; 3 - вставной кварцевый стаканчик с фоновым электролитом, содержащим пробу с определяемыми элементами; 4 - индикаторный электрод; 5 - электрод сравнения; 6 - трубка для ввода в фоновый электролит инертного газа.

Рис. Вольтамперограммы раствора, содержащего Zn2+; Cd2+; Pb2+; Cu2+ на фоне 0,1 М КСl. Еэ = -1,2 В ( отн. нас. калом. электрода ); время

электролиза : 3 мин; а.) Вольтамперограмма фонового раствора 0,1 М КСl; б.) Вольтамперограмма раствора, содержащего элементы неизвестной концентрации; в.) Вольтамперограмма раствора (б) после добавки стандартных растворов Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+ известной концентрации.

Таблица. Значения потенциалов анодных пиков некоторых ионов металлов на фоне 0,1 М НСl (качественный анализ)

ОСНОВА КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА

где I - величина анодного тока, А;

Со - концентрация ионов определяемого элемента, М;

S - поверхность ртутного электрода, см2;

, V, - объемы раствора и ртутной капли, соответственно, см3; КЭ, Kа - коэффициенты электролиза и анодного пика;

- время электролиза, с;

n - число электронов, принимающих участие в электродном процессе;

F - число Фарадея : F = 96500 Кл / моль-экв.

ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ С ЛИНЕЙНОЙ РАЗВЕРТКОЙ ПОТЕНЦИАЛА НА СТАЦИОНАРНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ (ЦИКЛИЧЕСКАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ)

Возрастающая популярность этого метода объясняется тем, что окисление многих органических соединений нельзя изучать на ртутном электроде из-за ограниченного диапазона анодных потенциалов. Поэтому, в данном случае применяются твердые микроэлектроды из благородных металлов (платина, золото), а также угольные (графитивые) электроды. Первые используются для неводных сред, последние – для водных растворов. На индикаторный электрод с постоянной площадью поверхности подают линейную развертку потенциала :

Еt = Еi Vt,

где Еt - начальный потенциал, V –скорость развертки потенциала (от 0,001 до 0,1 В/с, t – время электролиза.

Рис. Вольтамперограмма при линейной развертки потенциала на электроде с постоянной площадью поверхности.

Три участка: 1-при потенциалах до начала восстановления определяемого вещества - протекает только остаточный ток (участок А-В), 2- область восстановления анализируемого вещества (фарадеевский

ток) – участок В-С. Реакция переноса заряда протекает быстро и ток экспоненциально растет с повышением потенциала электрода.

3- область снижения тока с ростом потенциала за счет увеличения толщины обедненного слоя (участок С-Д).