试验50 线性扫描伏安法测定废水中的镉(新).ppt

实验名称：线性扫描伏安法测定废水中的镉离子实验学时：5实验类型：基础性实验重金属废水的来源重金属废水处理原则危害：
镉在所有的金属元素中，镉是对人体健康威胁最大的有害元素之一。镉对人体组织和器官的危害是多方面的，主要是对肾脏、肝脏的危害。工作者因职业而曝露于高浓度的含镉熏烟或悬浮微粒的灰尘中，会影响肾脏及呼吸系统。最被彻底研究的人体健康效应是肾脏衰竭，起因于长时期的高剂量曝露。所以大部份已开发国家已设定镉的职业曝露标准，在大气中2mg/m3到50mg/m3之间，可以保护人体具有40到45年的正常工作寿命。GB5009.15—2003
80年代之前用AAS居多，AAS主要用于定性和辅助定量。
①AAS测ppm级到ppb级，但是干扰因素较多。
②ICP-MS联用，精度在ppb以上，优势在测有多种元素混合，而且金属非
金属都可以。
③ICP-AAS联用，精度比ICP-MS要低1-3个量级。
④伏安极谱法，精度很高，测定也非常稳定（恒电位技术；线性扫描技
术；脉冲技术；方波技术；交流技术；恒电流技术）。电化学分析：
通过测量组成的电化学电池待测物溶液所产生的一些电特性而进行的分析。
分类：
按测量参数分---电位、电重量法、库仑法、伏安法、电导；
IUPAC分类：
①不涉及双电层及电极反应，如电导分析及高频测定；
②涉及双电层，不涉及电极反应，如表面张力及非Faraday阻抗测定；
③涉及电极反应，如电位分析、电解分析、库仑分析、极谱和伏安分析。电分析方法特点：
1)分析检测限低；
2)元素形态分析：如Ce3+及Ce4+分析
3)产生电信号，可直接测定。仪器简单、便宜；
4)多数情况可以得到化合物的活度而不只是浓度，如在生理学研究中，Ca2+或K+的活度大小比其浓度大小更有意义；
5)可得到许多有用的信息：界面电荷转移的化学计量学和速率；传质速率；吸附或化学吸附特性；化学反应的速率常数和平衡常数测定等。
定义：
伏安法和极谱法是一种特殊的电解方法。以小面积、易极化的电极作工作电极，以大面积、不易极化的电极为参比电极组成电解池，电解被分析物质的稀溶液，由所测得的电流－电压特性曲线来进行定性和定量分析的方法。当以滴汞作工作电极时的伏安法，称为极谱法，它是伏安法的特例。
历史：
伏安法由极谱法发展而来，后者是伏安法的特例。
1922年捷克斯洛伐克人JaroslavHeyrovsky以滴汞电极作工作电极首先发现极谱现象，并因此获Nobel奖。随后，伏安法作为一种非分析方法，主要用于研究各种介质中的氧化还原过程、表面吸附过程以及化学修饰电极表面电子转移机制。有时，该法亦用于水相中无机离子或某些有机物的测定。
50年代末至60年代初，光学分析迅速发展，该法变得不像原来那样重要了。
60年代中期，经典伏安法得到很大改进，方法选择性和灵敏度提高，而且低成本的电子放大装置出现，伏安法开始大量用于医药、生物和环境分析中。此外伏安法与HPLC联用使该法更具生机。
目前，该法仍广泛用于氧化还原过程和吸附过程的研究。极谱分析的特点和特殊之处：
1）采用一大一小的电极：大面积的去极化电极——参比电极；小面积的极化电极；
2）电解是在静置、不搅拌的情况下进行。
3）滴汞和周围的溶液始终保持新鲜──保证同一外加电压下的电流的重现和前后电解不相互影响。
4）汞电极对氢的超电位比较大──可在酸性介质中进行分析(对SCE，其电位可负至-1.2V)。
5）滴汞作阳极时，因汞会被氧化，故其电位不能超过+0.4V。即该方法不适于阴离子的测定。
6）汞易纯化，但有毒。极谱曲线­­—极谱图在极谱图中，当过了M点后，继续增加电
压，EDME更负。滴汞电极表面的待测离子将迅
速获得电子而还原，电解电流急剧增加，滴汞电极表面的待测离子浓度则急剧被消耗。
由于溶液本体的待测离子来不及到达滴汞表面，因此，滴汞表面浓度cs低于溶液本体浓度c，即csc，存在一个浓度梯度。如图：产生所谓“浓差极化”。此时，电解电流i与离子扩散速度成正比，而扩散速度又与浓度差(c-cs)成正比，与扩散层厚度成反比,即：
i=K(c-cs)/。
外加电压继续增加，cs趋近于0，(c-cs)趋近于c时，这时电流的大小完全受溶液浓度c来控制──极限电流id，即：干扰电流及其消除
1.残余电流(Residualcurrent)：
产生：在极谱分析时，当外加电压未达分解电压时所观察到的微小电流，称为残余电流(ir)。包括因微量杂质引起的电解电流和因滴汞生长、掉落形成的电容电流(或充电电流)。它们直接影响测定的灵敏度和检出限。
扣除：ir应从极限扩散电流中扣除：作图法和空白试验。
2.迁移电流(Migrationcurrent)
产生：由于电极对待测离子的静电引力导致更多离子移向电极表面，并在电极上还原而产生的电流，称为