伏安法与极谱法.pptx

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第十章 伏安法与极谱法
02
1　液相传质
03
2　扩散电流理论
04
3　直流极谱法
05
4　极谱波的类型与极谱波方程
06
5　脉冲极谱
07
6　伏安法
08
7 强制对流技术
本章基本要求
掌握极谱分析法的基本原理及其特点；
掌握尤考维奇方程和极谱波方程及其计算；
掌握伏安分析法的原理及应用；
理解各现代极谱分析法的原理、特点、应用。
伏安法使用固态或表面静止电极作工作电极。
极谱法的工作电极为滴汞电极；
不同点：工作电极不同。
以小面积的工作电极与参比电极组成电解池，电解被分析物质的稀溶液，根据所得到的电流－电位曲线来进行分析。
相同点：工作原理相同。
伏安法与极谱法
1922 年 捷克科学家 海洛夫斯基
创立极谱法，1959年获Nobel奖
1934 年 尤考维奇 Ilkovic， 提出扩散电流理论，从理论上定量解释了伏安曲线。

20世纪40年代以来 提出了各种特殊的伏安技术。主要有：交流极谱法（1944年）、方波极谱法（1952年）、脉冲极谱法（1958年）、卷积伏安法（1970年）
　　　主要采用特殊材料制备的固体电极进行伏安分析。包括微电极、超微阵列电极、化学修饰电极、纳米电极、金刚石电极、生物酶电极、旋转圆盘电极等，结合各种伏安技术进行微量分析、生化物质分析、活体分析。
　液相传质
液相传质：溶液中的物质传递。
三种方式：　对流　　电迁移　　扩散
1、对流
指溶液中的粒子随着液体的流动而一起运动。
分自然对流和强制对流。
2、电迁移
带电粒子在电场力作用下发生的移动。
3、扩散
溶液中粒子在浓度梯度作用下，自高浓度向低浓度方向发生的移动。
将电极电位强制性地施加在工作电极上，测量电流随时间或电位的变化规律。
电位阶跃法是伏安法中最基本的电化学测试技术。通常适用于电活性物质的传递方式仅为扩散传递过程，而且假定在电化学反应中，电活性物质的浓度基本不变。
一、电位阶跃法
观察从电化学反应发生前的某一电位改变到电化学反应发生后的另一电位过程中电流随时间变化的规律——i-t曲线。
方法：
01
02
　扩散电流理论
二、伏安曲线
1
如果将上述单电位阶跃分为多次阶跃来完成，即在电化学反应的不同阶段进行一系列的电位阶跃：
2
无还原反应发生的电位
3
刚开始还原的电位
4
可使电极表面还原物浓度为0的电位
E6时，反应物表面浓度Cs0降到了0，即达到了完全浓差极化，这时本体溶液中的反应物将尽可能快地向电极表面扩散，电流的大小完全受此扩散速率所控制。此时，电位再增加也不会影响电流的大小，扩散电流达到了一个极限值，称为极限扩散电流。
伏安曲线
反应物的本体浓度为Cb0，电极表面反应物的浓度为Cs0。若Cs0趋近于零（即完全浓差极化），扩散电流将趋近于最大值，此时得到极限扩散电流：
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Cottrell 方程
极限扩散电流与本体溶液中反应物的浓度成正比，且随时间的增加而衰减。
01
三、极限扩散电流