极谱法 - 原理与Ilkovic方程

Polarography - Principle and Ilkovic Equation

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译
电化学极谱法是一种通过电极来检测溶液的方法,该电极的极化程度取决于施加在电解反应上的电压。

原则;原理;准则

这种方法通过逐渐增加两个电极之间的电压来记录它们之间的电流变化。其中一个电极是可极化的(汞滴电极),另一个是不可极化的。半波电位和扩散电流是根据电流-电压曲线的S形特征计算得出的。物质的浓度是通过测量扩散电流来确定的。每种元素都具有其独特的半波电位。

伊尔科维奇方程

这个方程式表达了ID电流与汞滴中金属浓度之间的关系——也就是说,与在汞滴停留期间被还原/氧化的元素或金属之间的关系。

id = 607 nD1/2 m2/3 t 1/6 C

“Where...”
id(单位:微安)表示扩散电流。
607 这个常数是由多种数值因素相加得到的,其中包括法拉第常数(P)、汞的密度等。
在电极反应中,n 表示涉及的电子数。
D - 扩散系数,单位为厘米每秒一次方(cm/s²)。
m:以每秒通过毛细管的汞流量(mg/sec)为单位进行称重。
t(时间,单位:秒)= 下降时间(Drop time)
C - 浓度 C(单位:mmol/L)即表示该物质的浓度值。

根据 Ilkovic 方程,可以合理推测“滴落时间”将在 2 到 8 秒之间变化。为了实现这一目标,必须仔细执行以下两个关键调整。

毛细管长度的测量
通过调节汞柱的压力,可以使滴落时间保持在可接受的范围之内(即2-8秒)。

基于四个主要因素,Ilkovic方程可以描述如下:
  • 随着毛细管的尺寸(长度)和汞储液器中的压力增加,‘m’和‘t’都应该发生变化。
  • 由于汞(Hg)的“滴落时间”完全取决于DME(稀释剂)与“分析物”溶液界面所施加的压力,因此必须始终保持汞柱的高度稳定不变。
  • 在DME(直接肌肉注射)组件中,施加在电极尖端的电压可能会导致电极尖端的表面张力发生变化。
  • 温度和粘度的显著变化对“扩散系数”的影响最为显著,因此必须将它们的变化控制在最低限度。

它正在起作用。

  • 汞电极可以用作阳极和阴极。这种电极具有可极化的特性。
  • 汞池作为对电极,在二甲醚(DME)作为阴极时充当阳极;而在二甲醚作为阳极时,则汞池充当阴极。
  • 对电极是非极化的电极。
  • 像 KCl 这样的电解质会被添加到分析溶液中,其浓度通常是样品浓度的 50 到 100 倍。
  • 通过向溶液中通入氮气或氢气的气泡来释放氧气,从而将其去除。
  • 如果溶液中含有镉离子,那么在阴极处会释放出镉离子:Cd2+ + 2e- → Cd
  • 在下一步中,会逐步增加施加到极谱电池上的电压,并测量相应的电流值。
  • 该图表展示了施加电压与电流之间的关系。“Polarograph”指的是这张图表本身,而“Polarogram”则指代用于生成该图表的仪器设备。
  • 扩散电流分析仪用于测定分析物的浓度。每种化合物都具有其特定的半波电位,这一特性在定性分析中可以被利用。

优势;长处

  • 该表面的区域是可以复制的。
  • 电极是可以更换的,这样可以避免中毒现象的发生。
  • 各种金属都能与汞形成合金(固溶体)。
  • 即使是非常轻的物体(如一滴水),也可以用来计算它的表面积。

缺点;劣势

  • 毛细血管的壁非常薄,因此很容易堵塞。
  • 汞具有极高的毒性。
  • 每一滴汞的表面积都是不同的。
  • 在较高的电位下,由于汞的氧化作用,这样做是没有意义的。


📌 本文由 AI 翻译自 pharmaguideline.com,仅供内部参考查看英文原文