Вольтамперометрия вольтамперометрическая ячейка

Вольтамперометрия. Вольтамперометрический метод анализа основан на изучении вольтамперограмм, т.е. кривых зависимости тока электрохимической реакции ячейки, возникающего в результате окислительно-восстановительных процессов на индикаторном электроде, от потенциала его поляризации. Исследования проводят в варианте двухэлектродной схемы, когда электрохимическая ячейка содержит два электрода индикаторный и вспомогательный, относительно которого задано поляризующее напряжение от внешнего источника. Иногда вспомогательный электрод располагают не в исследуемом растворе, а в растворе, находящемся в электрохимическом контакте с ним. В вольт-амперометрии наиболее употребительной является трехэлектродная схема, когда дополнительно к первому варианту в ячейку вводят электрод сравнения, относительно которого осуществляют задание и измерение поляризующего напряжения. В качестве индикаторных электродов в вольтамперометрии применяют твердые проводящие материалы (чистые металлы, сплавы, графит) и жидкие (ртуть, галлий, различные амальгамы). Из электродов последнего типа наибольшее распространение получил так называемый ртутный капающий электрод (РКЭ). Современной вольтамперометрии и ее использованию в аналитической химии посвящена монография Бонда [123]. [c.285]

Аппаратура. Электролитическая ячейка (электролизер), используемая в вольтамперометрии, представляет собой сосуд вместимостью 1—50 мл с погруженными в него рабочим электродом и электродом сравнения. Электролитическим сосудом может быть обычный химический стакан или сосуд специальной конструкции (рис. 2.21), если он предназначен для работы без контакта с атмосферой. Систему электродов для вольтамперометрических измерений выбирают таким образом, чтобы плотность тока на этих электродах существенно различалась на рабочем электроде плотность тока должна быть велика, на электроде сравнения — ничтожно мала. В этом случае поляризоваться будет только рабочий электрод и, естественно, только на нем возможны электрохимические процессы восстановления или окисления ионов из раствора. Рабочий электрод, как правило, имеет очень малую поверхность по сравнению с поверхностью электрода сравнения — это микроэлектрод, который может быть изготовлен из твердого материала (Р1, Ag, Аи, графит специальной обработки и др.) или в виде ртутной капли, вытекающей из капилляра. [c.145]

Вольтамперометрическими называют методы анализа, основанные на регистрации и изучении зависимости тока, протекающего через электролитическую ячейку, от внешнего наложенного напряжения. Графическое изображение этой зависимости называется вольтамперограммой. Для регистрации вольтамперограмм используют индикаторный электрод и электрод сравнения. В зависимости от типа индикаторного электрода вольтамперометри-ческие методы принято делить на полярографию и собственно вольтамперометрию. [c.161]

Систематизацию и классификацию существующих вольтамперометрических методов проводят с использованием разных признаков общности и различия. Как уже отмечалось, в вольтамперометрии в качестве электрического воздействия может использоваться либо заданный потенциал индикаторного электрода, изменяющийся во времени по некоторому закону E t), либо заданный ток i t). В первом случае сигналом-откликом является ток, а во втором - электродный потенциал. В соответствии с этим аппаратурные методы вольтамперометрии могут быть либо с контролируемым потенциалом - потенциостатические методы, либо с контролируемым током - гальваностатические методы. Однако электрические свойства электрохимической ячейки таковы, что в большинстве случаев потенциостатический режим измерения обеспечивает более простой в обработке и интерпретации сигнал-отклик и, следовательно, лучшие метрологические и эксплуатационные характеристики. В связи с этим в дальнейшем будут рассмотрены в основном потенциостатические методы. [c.314]

Переходя к рассмотрению вопросов теории вольтамперометрии, важно отметить, что она, с одной стороны, представлена большим разнообразием методов и типов используемых электродов, а с другой стороны, процессы, происходящие в электрохимической ячейке, имеют, в основном, общий характер. При этом с точки зрения аналитических задач важно установить теоретические соотношения, определяющие функциональные закономерности вольтамперометрического датчика, т.е. соотношения, связывающие потенциал индикаторного электрода, ток электрохимической реакции определяемого вещества и его количественное содержание в растворе. Для получения более адекватной математической модели, позволяющей, кроме всего прочего, оценивать метрологические возможности, сравнительные достоинства и недостатки вольтамперометрических методов, нужно наряду с основными функциональными зависимостями учитывать соотношения, описывающие источники основных помех и искажений аналитического сигнала. Имеются в виду, прежде всего, ток заряжения емкости двойного слоя, омическое падение напряжения в объеме раствора, а также шумы, возникающие в ячейке и измерительной аппаратуре. [c.269]

Миллс и сотр. [52] сконструировали электрохимическую ячейку, изолированную от воды и кислорода, для использования в полярографии, циклической вольтамперометрии и кулонометрии. Они описали метод определения от 10 ммоль до 10 мкмоль воды и кислорода в растворителях высокой чистоты. Например, малые количества воды влияют на вольтамперометрическое восстановление 2-метокси-3,8-диметилазоцина на капельном ртутном электроде. Эти исследователи [52] отмечают, что влага заметно влияет на восстановление азоцина до дианиона даже в очищенном диметил-формамиде, содержащем всего 10" моль воды. Пелег [57а] описывает определение воды в плавленых нитридах щелочных металлов вольтамперометрическим методом, который он затем использовал для измерения растворимости воды в нитратах лития, натрия и калия. Серова и сотр. [67а] применили реакцию с нитридом магния [уравнение (2.44)] для косвенного полярографического определения малых количеств воды в газах. Аммиак, образующийся в реакции с водой, поглощался в ловушке 0,01 н. раствором НС1 и анализировался полярографически в интервале от —0,7 [c.66]

Мостовые методы измерения электродного импеданса на твердых металлах, таких, как платина, вообще говоря, неудовлетворительны. Тому имеется две причины во-первых, повфхность металла имеет микроскопические шероховатости, возникающие при обработке металла. В результате возникает частотная зависимость импеданса ячейки, аналогичная по своей природе частотным эффектам, вызванным экранированием электролита и его проникновением на ртутном капиллярном электрода Во-вторых, на твердых электродах редко достигается условие идеальной поляризуемости даже в ограниченной области потенциалов. Это происходит вследствие разряда следов примесей в металле и в растворе и, что более важно в случае благородных металлов, вследствие выделения водорода и окисления электродоа Такие побочные процессы осложняют измерение емкости частотными и релаксационными методами. Поэтому были разработаны другие методы, основанные на вольтамперометрии при контролируемом потенциале или тока Такие методы, хотя они и менее точны по сравнению с мостовым, дают более достоверные результаты для твердых электродов. Недавно вольтамперометрические методы нашли широкое применение при изучении адсорбции и окисления органических веществ на платине и других электродах из благородных металлов. [c.99]

Практические трудности, связанные с анодной инверсионной вольтамперометрией, многочисленны. Так как метод инверсионной вольтамперометрии применим в интервале концентраций 10 —10- 1 М, то он наталкивается на трудности, присущие любому виду анализа следов, а именно на трудности из-за загрязнения растворов, адсорбции веществ на стенках сосудов и т. п. Например, Петри и Байер [61] исследовали основные процессы транспорта свинца(П) в анодном инверсионном вольтамперометрическом анализе морской воды. Первоначальная концентрация свинца(П) 6,3-10 М за 95 мин при изменении pH от 8 до 2 уменьшалась на 84 7о, при изменении pH от 4 до 6 —на 78% и в интервале pH от 3 до О — на 39%. Как сообщалось, основные потери обусловлены адсорбцией на стенках ячейки и на электродах следовательно, могут быть проблемы, специфически связанные с электрохимией (например, наличие электродов). Однако, подчеркнув лишь хорошо известное положение, что любой вид анализа следов труден и что инверсионная вольтамперометрия в этом смысле не является исключением, мы не рассматриваем практические аспекты самой методологии, так как эти проблемы свойственны любому конкретному варианту анодной инверсионной вольтамперометрии. В разд. 9.4.6 сопоставлены достоинства наиболее широко используемых методов. Эта задача облегчается статьей Бэтли и Флоренса [51], в которой с практической точки зрения исчерпывающе оцениваются и сравниваются большинство важнейших методов анодной инверсионной вольтамперометрии. Большая часть представленного здесь материала взята непосредственно из этой статьи [51]. а также из статьи [52]. [c.535]