线性扫描极谱法测定水样中的镉.doc

实验三线性扫描极谱法测定水样中的镉

实验目的
熟悉线性扫描极谱法的基本原理和特点。
掌握电化学系统的使用方法。
方法原理
线性扫描极谱法是为克服经典极谱法的不足而发展起来的快速电分析测量技术之一。线性扫描极谱法与经典极谱法的主要不同之处是：扫描速度不同，经典极谱法扫描速度比较慢，约为0.2V/min；施加极化电压的方式和记录谱图方法不同，经典极谱法极化电压施加在连续滴落的多滴汞上才完成一个极谱图；而线性扫描极谱法仅施加在一滴汞的生长后期1－2s瞬间内完成一个极谱图。

图1.单扫描的基本线路图

定量分析依据的电流方程也不同，经典极谱法服从尤考维奇（Iikovich）方程，而线性扫描极谱法则服从Randles-Sevcik方程。对可逆电极反应过程，在线性扫描极谱仪上峰电流ip可表示为：
ip=2.69×102n3/2D1/2v1/2AC
而对滴汞电极，由于电极面积不断变化，其大小可表示为：
A=0.85m2/3t2/3
代入上式中，即为线性扫描极谱法滴汞电极上的电流方程：
ip=2.29×102n3/2m2/3t2/3D1/2v1/2C

i
ip

E

图2.线性扫描极谱图

式中ip为峰电流（A），n为电子转移数，m为汞流速（mg/s），t为汞滴生长至电流峰出现的时间（s）,D为扩散系数（cm2/s），v为扫描速度（V/s），C为被测物质浓度（mol/L）。
本实验以NH3.H2O-NH4Cl为支持电解质，消除迁移电流，用Na2SO3除去溶液中的溶解氧。Cd2+在氨性介质中生成氨络离子，可在滴汞电极上被还原，得到极谱波。采用标准曲线法测定镉含量，即先配制一系列不同浓度的Cd2+离子标准溶液，在一定的实验条件下，分别测量其峰电流，绘制峰电流与浓度的关系曲线（标准曲线），然后在相同条件下，测量未知试验的峰电流，即可从标准曲线上查得相应的Cd2+离子含量。标准曲线法适合于大批量的同类试样的分析测定。
仪器
LK98BⅡ型微机电化学分析系统。10ml电解杯，比色管，移液管等。
试剂
1、1.00×10-3mol.L-1Cd2+离子标准溶液
2、1mol.L-1NH3.H2O-NH4Cl溶液
3、无水Na2SO3
4、含Cd2+离子的水样
实验步骤
于5支25ml比色管中，依次加入5.00×10-3mol.L-1Cd2+离子标准溶液1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml，于另一支25ml比色管中加入含Cd2+离子的水样2.00ml，然后在上述6支比色管中各加入1mol.L-1NH3.H2O-NH4Cl溶液2.5ml，无水Na2SO30.3g，以蒸馏水稀释至刻度，摇匀。从低浓度溶液开始，于LK98BⅡ型微机电化学分析系统上依次测量标准溶液和未知溶液的ip。
数据及处理
于分析系统中用标准曲线计算方法，输入数据，绘制标准曲线，计算未知试液含量。