实验十三、单扫描示波极谱法测定铅和镉

 

一、             实验原理

单扫描极谱法是在一个汞滴长成的后期,当汞滴的面积基本保持恒定时,把滴汞电极的电位从一个数值线性改变到另一个数值,同时用示波器观察电流随电位的变化,电流随电位变化的iE曲线直接从示波管荧光屏上显示出来。

由于单扫描示波极谱加在滴汞电极上的电压变化速度快(一般为0.25V·s-1,而普通极谱一般为0.2V·min-1),当达到待测物质的析出电位时,该物质迅速在电极上还原,产生很大的电流;在快速极化条件下,由于电极附近待测物的浓度急剧降低,扩散层厚度随之逐渐增大,溶液主体中的可还原物质又来不及扩散到电极上,因此电流下降。这样极谱曲线出现了尖峰。对于可逆电极反应过程,可用峰电流方程式来表示:

ip=Kn3/2qm2/3t2/3D1/2v1/2c

式中v为扫描速率,即电压变化率(V·s-1);t为出现电流峰的时间(s);ip为峰电流(μA);K为常数。其他与尤考维奇方程式相同。

在一定的实验条件下,峰电流ip与被测物质的浓度c呈正比,即

ip=kc

二、             仪器与试剂

1.  JP2A型或JP1A型示波极谱仪。

2.  1.00×10-3 mol·L-1Cd2+标准溶液。

3.  1.00×10-3 mol·L-1Pb2+标准溶液

4.  4mol·L-1盐酸

5.  5 g·L-1明胶溶液。

三、             实验步骤

1.  准确吸取用滤纸过滤的含Cd2+Pb2+水样25mL50mL容量瓶中,加入15mL4mol·L-1HCl溶液,1.00mL5g·L-1明胶溶液。用蒸馏水稀释至刻度,备用。

2.  吸取上述溶液10.00mL10mL小烧杯中,以-0.30V为起始电位于示波极谱仪上测量镉和铅的阴极导数极谱波,读取其波高值。

3.  在上述测量溶液中,分别加入1.00×10-3 mol·L-1的镉和铅的标准溶液各0.30mL,搅匀后同操作2,测量镉、铅的阴极导数波。

四、             结果处理

根据标准加入法公式:

c=

    计算水样中镉和铅的浓度。式中c为被测物质在试液中的浓度,Vx为试液的体积;cs为加入标准溶液的浓度;Vs为加入标准溶液的体积,hH分别为加入标准溶液前后的峰高。

五、             思考题

1.  比较单扫描极谱法与经典极谱法的异同点。

2.  单扫描极谱法在测定中为什么不需除氧?

单扫描极谱图为什么出现尖峰状?。 

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