实验二线性扫描伏安法测镉

一、 实验原理：

线性扫描伏安法是将线性增加的电位（电位与时间呈线性关系）施加于电解池的工作电极和参比电极之间。工作电极是可极化的微电极，如悬汞电极或其他固体电极；辅助电极为Pt电极；参比电极为Ag/AgCl电极。辅助电极和参比电极具有相对较大的表面积，不可极化。通常电位扫描速率介于0.001~ 0.1 V/ s，可进行单次扫描或多次扫描。线性扫描伏安法尤其适用于有吸附性能物质的测定。

镉是对人体健康威胁最大的有害元素之一。本实验采用线性扫描伏安法，根据电流-电位曲线所得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系来定量测定样品中镉离子的浓度。

Cd2+在多种底液中都有良好的极谱波。本实验采用0.2 mol/L KCl作底液，在-0.3 ~ -0.8V进行线性扫描。Cd2+在悬汞电极上发生如下电极反应： Cd2+ + 2e + Hg = Cd(Hg)

电流峰高与浓度成正比，即Ip=Kc，据此进行定量分析。由于线性扫描法的电位扫描速度较快，不可逆的氧波影响不大，当被测物质浓度较大时不需要除氧。 二、 实验目的：

1、学习MEC-12B电化学分析仪的操作以及悬汞电极的使用； 2、掌握线性扫描伏安法的基本原理。 三、仪器和试剂：

1. 仪器：MEC-12B电化学分析仪。三电极系统：悬汞电极为工作电极；Ag/AgCl电极为参比电极，Pt 电极为辅助电极。

2. 试剂：汞（A.R. ）；0.2 mol/L KCl溶液；1 mg/mL（即1000ppm）Cd2+贮备液；Cd2+样品溶液（已含0.2 mol/L KCl） 四、分析步骤：

MEC-12B电化学分析仪的操作方法：

依次打开计算机、电化学工作站主机、搅拌器的电源。将工作电极、参比电极和辅助电极的导线与电化学检测池对应的电极正确连接。电化学工作站预热10 min。双击Windows 桌面上的“Mec-12B 多功能分析系统”图标。

1、参数设置：参数设置→采样参数→线性扫描，具体参数如下：

2、测量：数据采样→联机采样→保存

于12 mL 0.2 mol/L KCl溶液中依次加入0.2 mL 1000 ppm Cd2+贮备液，共加4次。搅拌均匀后分别测定各个标准溶液及样品溶液的峰电流信号，并记录下来。 3、绘制标准曲线：定量方法→标准曲线法 五、数据记录及处理

Cd2+标液序号 1 2 3 4 未知样 六、思考题：

1. 为什么线性扫描伏安法的i-E曲线光滑无锯齿状，而普通极谱波的i-E曲线却呈锯齿状？

2、讨论伏安法和极谱法的区别？

Cd2+浓度(ppm) 峰电流值/nA 附：JM-01悬汞电极：是极谱-伏安分析方法中理想的工作电极。采用精密机械

测微头，可根据需要任意调节汞球大小，且汞球调节精确、重现性好。悬汞电极采用了严格的密封装置，因此汞不易挥发至空气中造成危害。悬汞电极由精密测微头、接头、壳体、毛细管及若干密封件组成。汞柱的高度应在5mm-23mm之间，如果低于5mm，则应重新充汞至23mm。

使用方法：

(1) 首先用去离子水清洗毛细管外部，用滤纸擦干，插进装有待分析溶液的电解池中，此时悬汞电极应保持垂直状态，以防汞球偏离毛细管口。

(2)旋动测微头，使汞柱平齐毛细管端面（可透过电解池和毛细管看清）。然后根据分析要求旋动测微头至所需刻度，保持分析过程中汞滴大小一致（一般控制在20-50格每滴）。通常第一滴汞不用，从第二滴汞开始。 (3)分析结束后将汞滴敲落，每次测定都应重新换汞滴。

注意事项：

(1) 电极贮汞腔内不能有空气，如果吸入了空气会影响电极的气密性，汞滴大小不易达到一致，从而影响电极的重现性。

(2) 悬汞电极只能在负电区工作，如果电位太正，会引起汞的氧化而出现汞峰。 (3) 待测溶液pH值一控制在2以内，如果过低，会引起毛细管内的汞柱断裂或汞滴挂不住，造成工作电极断路而无法工作。

(4) 电极不用时应将保护罩套上。如果电极内汞失去光泽说明汞被氧化，此时应换入新汞。