内蒙古大学：《仪器分析化学》课程教学资源（PPT课件）第六章 极谱与伏安分析法 第二节 极谱定性定量方法与应用

第六章 一、极谱定性方法 qualitative methods of 极谱与伏安分析法 polarography 二、极谱定量方法 polarography and Voltammetry quantitative methods of polarography 第二节 三、极谱滴定 极谱定性定量分析 polarographic titration 方法与应用 四、极谱分析应用 applications of polarograph qualitative quantitative methods and applications of polarography 下一页 23:1001

23:10:01 第六章 极谱与伏安分析法 第二节 极谱定性定量分析 方法与应用 一、极谱定性方法 qualitative methods of polarography 二、极谱定量方法 quantitative methods of polarography 三、极谱滴定 polarographic titration 四、极谱分析应用 applications of polarography qualitative quantitative methods and applications of polarography polarography and Voltammetry

极谱定性方法 qualitative methods of polarography 由极谱波方程式： E=E12 RT, nF in-i 当=1时的电位即为半波电 位， 极谱波中点。 Ei =E0 RT InZ,L=常数 n YnK 般情况下，不同金属离子 具有不同的半波电位，且不随浓 -0.2 -0.4-0.6-0.8 -10 度改变，分解电压则随浓度改变 Ede(vs.SCE)/V 而有所不同（如右图所示），故 在1mo1/LKC1底液中， 不同浓度的Cd2+极谱波 可利用半波电位进行定性分析。 23:1001

23:10:01 一、极谱定性方法 qualitative methods of polarography 在1mol/L KCl底液中， 不同浓度的Cd2+极谱波 由极谱波方程式： i i i nF RT E E d − = 1/ 2 − ln 一般情况下，不同金属离子 具有不同的半波电位，且不随浓 度改变，分解电压则随浓度改变 而有所不同（如右图所示），故 可利用半波电位进行定性分析。 当i=id时的电位即为半波电 位，极谱波中点。 =  − = 常数 a a K K nF RT E E M O M 1/ 2 ln  

讨论 1.同一离子在不同溶液中， 半波电位不同。金属络离子 比简单金属离子的半波电位要负，稳定常数越大，半波电位 越负； 2.两离子的半波电位接近或 重叠时，选用不同底液，可有效 分离，如Cd2+和T1+在NH和NH,C1溶 液中可分离(Cd2+生成络离子)； 3.极谱分析的半波电位范围 较窄(2V),采用半波电位定性 的实际应用价值不大； 可逆极谱波：电极反应极快，扩 散控制； 非可逆极谱波：同时还受电极反 图 含C2+,N+,Zn2及 应速度控制。氧化波与还原波具 M+的NIh-NHCI溶液 有不同半波电位（超电位影响） 的极普图 23:10:01

23:10:01 讨论 1. 同一离子在不同溶液中，半波电位不同。金属络离子 比简单金属离子的半波电位要负，稳定常数越大，半波电位 越负； 2. 两离子的半波电位接近或 重叠时，选用不同底液，可有效 分离，如Cd2+和Tl+在NH3和NH4Cl溶 液中可分离（ Cd2+生成络离子）； 3. 极谱分析的半波电位范围 较窄（2V），采用半波电位定性 的实际应用价值不大； 可逆极谱波：电极反应极快，扩 散控制； 非可逆极谱波：同时还受电极反 应速度控制。氧化波与还原波具 有不同半波电位（超电位影响）

表 表某些金属离子在不同底液中的半波电位 Ei(vs.SCE)/V 底液 ImO-L-KOH 2md-I.'HAc+ Imd-L-NH+ Imol-L-KCl Imol-L-'HC (NOH) 2mdl-LNH.Ac lmd.L-INHC 金离子 AP+ -1.75 Fe+ >0 >0 >0 Fez+ -1.30 1.46 1.49 (-0.9) -0.34) C3+ -0.85 -0.99 -0.92 -1.2 -1.43 -1.47 -1.26 -1.刀 Mnz+ -1.51 一 -1.70 -1.66 Co* -1.30 -1.43 -1.1 -1.29 M2+ -1.10 -1.1 -1.10 Zn2+ -1.00 -1.48 -1.1 -1.35 231001

23:10:01 表

25 二、极谱定量分析方法 20 quantitative methods of polarography 15 10 依据公式：i4=Kc可进行 5 定量计算。 0 极限扩散电流由极谱图上量 出，用波高直接进行计算。 15 1.波高的测量 50 (1)平行线法 15 (2)切线法 10 (3)矩形法 5 0 E 23:10:01

23:10:01 二、极谱定量分析方法 quantitative methods of polarography 依据公式：id =K c 可进行 定量计算。 极限扩散电流由极谱图上量 出, 用波高直接进行计算。 1. 波高的测量 (1) 平行线法 (2) 切线法 (3) 矩形法

2.定量分析方法 (1)比较法（完全相同条件） cs;h,标准溶液的浓度和波高； h h (2)标准曲线法 3)标准加入法 hx =Kcs H-K(Vxcx + Vx+Vs Vseshx CX (Vs +Vx)H-Vxhx 23:1001

23:10:01 2.定量分析方法 (1) 比较法(完全相同条件) cs ; hs 标准溶液的浓度和波高; (2)标准曲线法 (3) 标准加入法 S X X X S S X X X S X X s s X s V V H V h V c h c V V V c V c H K h Kc + − = + + = = ( ) ( ) s s x x c h h c =

三、极谱滴定法 (伏安滴定法) polarographic titration 2 原理 is 4 调节外加电压，使被滴定物 is 质或滴定剂产生极限扩散电流， 0 06 08-121620 E(V) 以滴定体积对极限扩散电流作图， 加入不同量S02后Pb2+的极谱图 找出滴定终点。 扩散 右图为硫酸盐滴定二价铅离 子的极谱滴定曲线 i而 滴定剂体积(mL) SO2后滴定Pb2*的极谱滴定曲线 23:10:01 页下

23:10:01 三、极谱滴定法（伏安滴定法） polarographic titration 1. 原理 调节外加电压，使被滴定物 质或滴定剂产生极限扩散电流， 以滴定体积对极限扩散电流作图， 找出滴定终点。 右图为硫酸盐滴定二价铅离 子的极谱滴定曲线

2. 极谱滴定曲线与电位选择 滴定终点前后扩散电流变化分别由试样和滴定剂提供，故 选择不同的电压扫描范围，可获得不同形状的滴定曲线，如 下图所示。 图(b)中，选 择电压在A点， 滴定终点后，过 量的滴定剂不产 终点 终点 生扩散电流，故 B 外加电压 滴定剂体积 滴定剂体积 滴定曲线变平， (a) (b) (c) 而图(c)中则在滴 被测物与滴定剂的极谱图和极谱滴定曲线 定终点后，随滴 (a)极谱图 定剂的加入，扩 (b)在A点电压时的极谱滴定曲线 散电流增加。 (c)在B点电压时的极谱滴定曲线 23:1001

23:10:01 2. 极谱滴定曲线与电位选择 滴定终点前后扩散电流变化分别由试样和滴定剂提供，故 选择不同的电压扫描范围，可获得不同形状的滴定曲线，如 下图所示。 图(b)中，选 择电压在A点， 滴定终点后，过 量的滴定剂不产 生扩散电流，故 滴定曲线变平， 而图(c)中则在滴 定终点后，随滴 定剂的加入，扩 散电流增加

3. 极谱滴定曲线类型 电位变化范围A-B (1)测定物质X发生电极反应， 滴定剂T不发生电极反应，图（a) 地压 终清定体积 (b) (2)测定物质X与滴定剂T都发 生电极反应，图（b) 点 定体视 (3)滴定剂T发生电极反应，测 (c】 定物质X不发生电极反应，图(c) (4)测定物质X不发生电极反应， 外电压 势点 定刺体 滴定剂T发生氧化反应，图(d) (a) 被滴定物质X和滴定剂T的极谱图（左边） 和相应的电流滴定曲线（右边） A、 B为所加极化电压的范围 23:10:01

23:10:01 3. 极谱滴定曲线类型 电位变化范围A-B （1）测定物质X发生电极反应， 滴定剂T不发生电极反应，图（a） （2）测定物质X与滴定剂T都发 生电极反应，图（b） （3）滴定剂T发生电极反应，测 定物质X不发生电极反应，图（c） （4）测定物质X不发生电极反应， 滴定剂T发生氧化反应，图（d）

四、经典直流极谱法的应用 applications of polarography 无机分析方面：特别适合于金属、合金、矿旷物及化学试 剂中微量杂质的测定，如金属锌中的微量Cu、Pb、Cd、Pb、 Cd;钢铁中的微量Cu、NiCo、Mn、Cr;铝镁合金中的微 量Cu、Pb、Cd、Zn、Mn;矿石中的微量Cu、Pb、Cd、Zn、 W、Mo、V、Se、Te等的测定。 有机分析方面：醛类、酮类、糖类、醌类、硝基、亚硝 基类、偶氮类 在药物和生物化学方面：维生素、抗生素、生物碱 23:1001

23:10:01 四、经典直流极谱法的应用 applications of polarography 无机分析方面：特别适合于金属、合金、矿物及化学试 剂中微量杂质的测定，如金属锌中的微量Cu、Pb、Cd、Pb、 Cd；钢铁中的微量Cu、Ni、Co、Mn、Cr；铝镁合金中的微 量Cu、Pb、Cd、Zn、Mn；矿石中的微量Cu、Pb、Cd、Zn、 W、Mo、V、Se、Te等的测定。 有机分析方面：醛类、酮类、糖类、醌类、硝基、亚硝 基类、偶氮类 在药物和生物化学方面：维生素、抗生素、生物碱