- •Часть 2.
- •Раздел V. Физико-химический анализ.
- •Глава 1. Спектральный анализ.
- •1.1.Эмиссионные методы.
- •1.1.1. Применение газоразрядной плазмы.
- •1.1.2. Аналитические частицы.
- •1.1.3. Аналитические спектры.
- •1.1.4. Источники света.
- •1.1.5. Аналитические свойства эмиссионных методов.
- •1.1.6. Аппаратура, применяемая в эмиссионных методах са.
- •1.1.7. Специальные методики возбуждения аналитического спектра.
- •1.2. Методы комбинационного рассеяния света.
- •1.2.1.Интенсивность и частотные сдвиги линий крс
- •1.2.2.Способы возбуждения спектров кр.
- •1.2.3.Схемы регистрации спектров кр.
- •1.3. Изотопно – спектральные методы.
- •1.3.1. Общие положения.
- •1.3.2.Принципиальные особенности, достоинства и недостатки метода.
- •1.3.3. Особенности анализа в исм.
- •1.4. Абсорбционные методы.
- •1.4.1. Методы прямого измерения поглощения.
- •1.4.2. Основные способы повышения чувствительности и селективности ам.
- •Аппаратура.
- •Источники зондирующего излучения
- •Приемники излучения.
- •1.5. Оптико – акустический метод.
- •1.5.1. Основы метода.
- •1.5.2. Источники модулированного излучения.
- •1.6. Метод внутрирезонаторного лазерного поглощения.
- •Глава 2. Колориметрический анализ.
- •Глава 3. Рефрактометрический анализ
- •Глава 4. Люминесцентный анализ
- •Глава 5. Газовая хроматография
- •5.1. Предмет газовой хроматографии.
- •5.2. Аппаратурное оформление.
- •5.3. Сущность метода.
- •5.4. Характеристика метода.
- •5.5. Область применения метода.
- •5.6. Хроматографический процесс.
- •5.7. Приготовление колонок.
- •5.8. Кондиционирование колонок.
- •5.9. Твердый носитель.
- •5.10. Стационарные фазы.
- •5.11. Детекторы.
- •Характеристики детекторов.
- •5.12. Количественный анализ.
- •Глава 6. Полярографический метод.
- •6.1. Сущность полярографического метода анализа
- •6.2. Концентрационная поляризация.
- •6.3. Качественный полярографический анализ.
- •Глава 7. Кондуктометрический анализ.
- •Глава 8. Кулонометрический анализ
- •Глава 9. Методики пробоподготовки.
- •Хроматография
- •Концентрирование примесей.
- •Раздел VI. Особенности контроля атмосферы в городах и других населенных пунктах.
- •1. Общие сведения об особенностях загрязнений.
- •2. Организация наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы.
- •2.1. Общие требования.
- •2.2. Размещение и количество постов наблюдения.
- •2.3. Программа и сроки наблюдений.
- •2.5. Организация наблюдений, анализа и отбора проб.
- •3. Обследование состояния загрязнения атмосферы.
- •3.1. Цель и виды обследования.
- •3.2. Эпизодическое обследование.
- •3.3. Проведение подфакельных наблюдений.
- •3.4. Измерение уровня загрязнения воздуха, обусловленного выбросами автотранспорта.
- •3.5. Изучение уровня загрязнения воздуха в промышленном районе.
- •3.6. Косвенные методы исследования уровня загрязнения атмосферы.
- •3.7. Наблюдения за содержанием в атмосфере коррозионно-активных примесей.
- •Раздел VII. Измерительно-информационная система.
- •1. Понятие измерительно – информационной системы.
- •2. Вторичные преобразователи информации.
- •3. Системы регистрации параметров.
- •4. Системы синхронизации регистраторов.
- •Раздел VIII. Космический мониторинг.
- •1. Задачи и требования.
- •2. Физические основы решения задач исследования природных ресурсов Земли.
- •3. Аппаратура для космического мониторинга.
- •Раздел V. Физико-химический анализ.
- •Глава 1. Спектральный анализ.
- •Раздел VII. Измерительно-информационная система.
- •Раздел VIII. Космический мониторинг.
Глава 6. Полярографический метод.
Предмет полярографии состоит в изучении поляризационных кривых, полученных при электролизе растворов, которые содержат электровосстанавливающиеся или электроокисляющиеся вещества, при соблюдении определенных условий и применении специальных электродов. Полярография дает возможность установить природу содержащихся в растворе веществ и их концентрацию.
6.1. Сущность полярографического метода анализа
Поляризацией электрода называется процесс изменения значения равновесного электродного потенциала при прохождении через электрод постоянного электрического тока. Интенсивность этого процесса оценивают по величине ΔЕ потенциалом поляризованного электрода и соответствующей разности между равновесным потенциалом (потенциалом, при сохранении которого не происходит изменения концентрации иона в приэлектродном слое, так как переход ионов в раствор с поверхности электрода совершается с той же скоростью, что и их возвращение в кристаллическую решетку металла металлического электрода).
Причиной поляризации может быть либо изменение значения нормального электродного потенциала Е0, либо изменение концентрации потенциалобразующих ионов в приэлектродном слое. Значение Е0 определяется материалом электрода и изменяется только с изменением природы его поверхности. Такую поляризацию называют электродной.
Если изменение потенциала связано с изменением концентрации потенциалобразующих ионов в приэлектродном слое раствора электролита, то такой вид поляризации называют концентрационной.
Полярографией называют электрохимический метод анализа, в основе которого лежит зависимость между характером поляризации рабочего электрода и составом раствора, в котором он находится, зависимости представляют в виде кривой — полярограммы, вычерченной в координатах, соответствующих основным переменным, которые характеризуют ход этого процесса. Анализ полярограммы позволяет сделать вывод о том, какие ионы из числа определяемых и в какой концентрации присутствуют в растворе. Нижний предел определяемых концентраций составляет 10-5—10-6 кмоль/м3 (10--5—10-6 моль/л), что позволяет определять миллионные доли граммов вещества в 1 см3 испытуемого раствора.
Достоинства полярографии следующие:
1) возможность установления качественного и количественного состава пробы;
2) возможность аналитического определения ряда веществ (ионов), присутствующих в растворе без предварительного их разделения;
3) возможность осуществления практически неограниченного количества повторных определений при использовании одной и той же пробы.
Полярографированию поддаются практически все катионы металлов, многие анионы, неорганические и органические вещества, способные к электрохимическому окислению или восстановлению. Этот метод нашел широкое применение в санитарно-химическом анализе: витаминов, сточных вод, ядовитых веществ и вредных продуктов при патологических изменениях тканей и т. п.
6.2. Концентрационная поляризация.
Различают три стадии в протекании электродных процессов: 1) доставка частиц вещества из общей массы раствора к поверхности электрода (лимитирующая стадия); 2) электрохимический процесс — электровосстановление или электроокисление вещества; 3) образование новой фазы как конечного продукта всего электрохимического процесса. •
Концентрационная поляризация возникает в том случае, когда скорость электрохимического превращения вещества лимитируется скоростью его доставки из глубинных слоев раствора в приэлектродный слой.
Предположим, что концентрация ионов какого-либо металла в общей массе раствора не меняется. Если скорость перемещения ионов металла к катоду будет отставать от скорости выделения металла на поверхности электрода, то произойдет обеднение околоэлектродного слоя этими ионами, сопровождающееся поляризацией электрода. При этом ионы металла начнут перемещаться вследствие диффузии к поверхности электрода. Скорость этого процесса будет пропорциональна градиенту концентраций — изменению концентрации в направлении, перпендикулярном плоскости электрода в диффузионном слое. В ходе электрохимического процесса обеднение ионами будет прогрессировать и соответственно будет возрастать скорость подачи ионов. Может создаться стационарное положение, когда скорости этих процессов уравняются и число разряжающихся ионов и поступающих из толщи раствора к электроду станет одинаковым.
Теория устанавливает, что чем быстрее перемещается вследствие диффузии данный ион, тем больше скорость подачи, а чем больший путь приходится ему проходить, тем скорость подачи меньше. Математически можно показать, что сила тока, протекающего через электрод, приходящаяся на единицу его рабочей поверхности, определяется теми же факторами, что и скорость подачи ионов из общей массы раствора в приэлектродный слой за счет диффузии. Ток, соответствующий максимальной скорости перемещения ионов вследствие диффузии называется предельным диффузионным током. Сила этого тока при постоянной величине диффузионного слоя прямо пропорциональна исходной концентрации данного иона в электролите.
На этой зависимости основывается очень важная для санитарно-химического анализа количественная полярография.