关于单扫描极谱法介绍

[拼音]：dansaomiao jipufa

[外文]：single sweep polarography

又称线性变位示波极谱法。是一种控制电位的极谱法，其特点是：在一个汞滴的最后消失的时刻，当汞滴的面积(A)基本上保持恒定的时候，将滴汞电极的电位从一个数值改变到另一个数值，同时用阴极射线示波器观察电流随电位的变化，以进行定量分析。电位改变的方式为：

E＝Ei-Vt式中Ei为初始电位；V为电位改变的速率；t为时间。因此，电极电位是时间的线性函数。又因用示波器观察电流-电位曲线，故称线性变位示波极谱法。

装置

如图1所示。

在含有被测物质的电解池中，插进两个电极，一个是滴汞电极，一个是参比电极（如甘汞电极），加上一个随时间而线性变化的直流电压，通过电解池的极谱电流在电阻R上产生电压降iR，经放大后加到示波管的垂直偏向板上，将电解池的两个电极连接在水平偏向板上，然后在荧光屏上观察电流-电位曲线。这里，滴汞电极被当作面积恒定的电极使用。仪器必须符合以下要求：

（1）必须装有时间控制器和电极震动器，使滴汞电极滴下时间为某一定值，并在滴下时间的后期的某一时刻才加上扫描电压，就能使电极的面积基本上保持恒定，把滴汞电极当做面积固定的电极使用。例如，JP-1型示波极谱仪的滴下时间为7秒，在最后2秒加上电压（图2）。

（2）必须保持电极电位是时间的线性函数。由于极谱 电流随电位（即随时间）的变化是非线性的，而且具有电流峰的形式，即使外加电压是线性的，电极电位的变化仍不是线性的。因此要有一个补偿装置，消除电流对电位的影响，保证电极电位的变化始终是线性的。

（3）必须补偿充电电流，滴汞电极上的充电电流可用下式表示：

式中Em为电量Q＝0时汞滴的电位；c为滴汞电极的电容。电位改变的速率愈大，即 dE/dt愈大，充电电流也愈大，故要有补偿充电电流的措施。为了满足以上要求，单扫描极谱仪都有比较复杂的电子线路。

电流-电位曲线

电压扫描开始时，电极电位还未达到被测离子还原的电位，这时的电流为残余电流，形成极谱波的基线。当电位负到被测离子可以还原时，由于电极电位以很快的速率变负，瞬息之间汞滴表面的被测离子都在电极上还原，离子浓度急剧下降，来不及从溶液中补充，所以极谱曲线上出现电流峰。最后，电流受扩散控制（图3）。

对于可逆电极反应，峰电流Ep遵守兰德尔斯-塞弗西克方程式：

式中k为常数，n为电极反应的电子转移数，C为被测离子的浓度，D为离子的扩散系数，V为电位改变的速率，m为滴汞电极中汞的流速，tp为电流峰出现的时间（从汞滴开始生成算起）。利用此式可测定离子浓度。

对可逆电极反应，峰电位Ep与直流极谱的半波电位E1/2（见直流极谱法）间的关系是：

Ep＝E1/2-1.1RT/nF

在25℃时，

Ep＝E1/2-0.028/n

即在还原过程中，Ep比E1/2负0.028/n伏，在氧化过程中，Ep比E1/2正0.028/n伏。

将兰德尔斯－塞弗西克方程式与伊尔科维奇方程式（见直流极谱法）进行比较，对于同一浓度的同一金属离子，单扫描极谱法得到的峰电流ip比直流极谱法得到的极限扩散电流Ep大得多，而且V愈大，Ep也愈大。当然，V愈大，充电电流也愈大。

单扫描极谱法比直流极谱法优越的地方有：

（1）迅速，可直接在示波管荧光屏上指示电流；

（2）灵敏度高1～2个数量级；

（3）分辨力较高。由于极谱波具有电流峰的形式，两个离子的半波电位只要相差70毫伏，就可以分开，而直流极谱波则需要100毫伏。