Дифференциально-импульсная и нормальная импульсная вольтамперометрия: достоинства и недостатки
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
?яется для получения вольтамперограмм РКЭ или твердый электрод. Широкое применение ДИВА в химическом анализе обусловлено низкими значениями (или даже отсутствием) отношения емкостного / фонового токов. Это достигается выборкой тока дважды: перед наложением импульса и в его конце. Время выборки тока на рис. 4. отмечено черными кружками. Таким образом, потенциостат / вольтамперметр регистрирует ток, равный разности двух токов. Двойная выборка тока позволяет аналитикам обнаружить анализируемое вещество в растворе с концентрацией ниже 0,05 мкмоль/л. Другим следствием двойной выборки тока является тот факт, что дифференциальная импульсная вольтамперограмма имеет форму пика.
Для обратимой системы высота пика на дифференциальной импульсной вольтамперограмме равна
где Если уменьшается, то фактор в этом выражении также будет уменьшатся, стремясь к нулю. При двойной выборке тока потенциал пика имеет меньшее значение по сравнению с формальным потенциалом, и его можно записать как
Полуширина пика на половине высоты при малых значениях равна . При 25 С и п = 1,2 и 3 эта величина равна 90,4, 45,2 и 30,1 мВ соответственно.
Используемые приборы
В нормальной импульсной полярографии используются два типа приборов: приборы, которые измеряют ток в момент времени tm после наложения импульса, и приборы, которые измеряют разность токов в моменты времени
Фарадеевский эффект. Если начальный потенциал Е1 выбран так, что фарадеевский ток не протекает, то в измеряемом импульсном токе постояннотоковая фарадеевская составляющая отсутствует. Если же начальный потенциал выбран в области предельного тока электродного процесса, протекающего при менее отрицательных потенциалах, то в приборе второго типа будет появляться фарадеевская составляющая тока. Однако она не зависит от потенциала импульса Е2 и будет проявляться только в виде постоянного сдвига фоновой линии, который легко устранить регулировкой регистратора. Эффект тока заряжения. Для прибора второго типа
где, - общий измеряемый ток, - нормальный импульсный фарадеевский ток, - ток заряжения. Ток заряжения выражается теми же уравнениями, что и в дифференциально импульсной вольтамперометрии, а нормальный импульсный ток равен
Достоинства и недостатки
улучшенная селективность, четкое разделение пиков на полярограмме;
низкий предел обнаружения;
возможность использования фонов с низкими концентрациями вплоть до 10~3М, что уменьшает вклад примесей из фонового электролита в остаточный ток.
Использование стационарного электрода
Увеличенная площадь поверхности электрода
Легкость измерения больших токов
Увеличенная скорость анализа
Постоянная площадь электрода
Из недостатков следует отметить то, что поскольку вид импульса потенциала включает в себя еще и постояннотоковую развертку потенциала, дифференциальный метод не обладает той уникально способностью нормального импульсного метода, которая позволяет устранять некоторые нежелательные для анализа явления.
Заключение
ток заряжение вольтамперометрия импульсный
Возрождение интереса к электрохимическим методам анализа можно объяснить разными причинами. Усовершенствование и упрощение конструкций приборов с появлением современных элементов электроники и операционных усилителей дало возможность создавать универсальные серийные электрохимические приборы для таких методов, как имульсная вольтамперометрия, инверсионная вольтамперометрия. Достижения основаны на первых работах Гейровского и усовершенствованы при помощи вычислительных методов и моделирования. Интерес к определению малых концентраций металлов и органических веществ и в особенности стремление определить истинную форму исследуемого вещества в пробе, например при анализе объектов окружающей среды, привело к существенному расширению сфер применения электрохимических методов анализа. Кроме того, растущее понимании возможностей электрохимических методов в дополнение к спектроскопическим значительно увеличило эффективность применения таких методов, как циклическая вольтамперометрия, инверсионная вольтамперометрия, нормальная импульсная вольтамперометрия, квадратно-волновая и др.
Относительно недавнее появление высококачественной трехэлектродной импульсной вольтамперометрической аппаратуры привело к значительному подъему аналитических работ, особенно в дифференциальном импульсном варианте. Нормальный импульсный метод в будущем, вероятно, будет ограничиваться использованием в специальных приложениях (например, анализ технологических процессов, адсорбция на стационарных электродах и т.д.). В конце концов, дифференциальный импульсный метод станет одним из самых широко распространенных вольтамперометрических методов.
Литература
1.Бонд А.М. Полярографические методы в аналитической химии. - М.: Химия, 1983
2.Штольц Ф. Электроаналитические методы теория и практика. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006
.Каплан Б.Я. Импульсная полярография. - М.: Химия, 1978
.Салихджанова Р.М. Вольтамперометрия переменного тока, М.: Химия, 1985
.Гейровский Я., Кута Я. Основы полярографии: Пер. с чеш. / Под ред. С.Г. Майрановского. - М.: Мир, 1965.
.Крюкова Т.А., Синякова С.И., Арефьева Т.В. Полярографический анализ. - М.: Госхимиздат, 195