电分析化学 DPV法测铜离子标准曲线

现代电分析化学学号：
姓名：
专业：分析化学
班级：
学院：化学学院
任课教师：教授
2016 年12月28日
微分脉冲伏安法（DPV）测定铜离子标准曲线的绘制
一、实验目的：
1学习微分脉冲伏安法（DPV）的基本原理和操作技术；
2掌握利用DPV测定水中铜离子的过程和实验现象
二、实验原理
根据溶液的电化学性质及其变化来确定溶液中某物质的量的方法称为电化学分析方法，以电位，电流，电导和电量等电学参数与被测物质含量之间的关系作为其计量的基础。

以测量电解过程中所得电流-电位（电压）曲线进行测定的方法称为伏安法。

DPV是在经典的伏安分析基础上发展起来的，对工作电极施加一线性变化的直流电压上，并用时间控制器同步在间隔一定时间后叠加上一振幅为5-100 mV，持续时间为40-80 ms 的矩形脉冲电压，并且采用两次电流取样的方法，记录脉冲加入前一定时间和脉冲终止前一定时间时的电流差值，该值在直流极谱波的半波电位处最大（峰值）。

脉冲时间较长，可使充电电流得到充分的衰减，降低背景电流，从而提高测定的灵敏度。

根据Δi= (AD1/2Z2F2/4RT) ΔU(πt)-1/2C = KC（U，K，C，i分别为脉冲电压振幅，电解池常数，目标物浓度和响应电流值）就可获得物质的量。

铜含量在一定范围内，峰电流与之浓度有线性关系。

三、仪器和试剂
电化学分析仪（CHI710,CHI630），微量进样器。

三电极系统（玻碳工作电极，甘汞参比电极，铂对电极），烧杯（电解池）， 0.1molL-1HAC-NaAC缓冲液（pH=3.75），4 mM的铜标准液，超纯水。

四、实验内容和步骤
1 电极预处理：
用砂纸打磨工作电极至成镜面，以超声波依次在1 mol·L-1硝酸、丙酮和二次水中超声洗涤，晾干待用
2 先打开主机电源预热，准确移取15.00 mL 缓冲液（底液）于电解池中，接好电解池上（三电极体系），启动计算机，点击桌面上的电分析快捷键进入该操作系统。

3选择好方法（先选循环伏安法），设定好参数（-0.4-0.6V，0.1V/s，20 semgent），再仔细检查确认整个回路连接好再按运行（run）,扫描至基线稳定。

再选微分脉冲伏安法，设置参数（电位范围-0.4-0.3 V，脉冲时间20 ms，采样间隔0.0167 s，脉冲宽度0.05 V），扫描基线，储存基线。

4 以微量移液枪分别准确移取0-100 uL不同体积的铜标准溶液于底液中，搅拌均匀后，在静止状态下扫描，记录DPV曲线，记录曲线上的峰电流和峰电位.
图1 实验装置简单示意图
五、数据处理及分析
1根据实验数据做i(µA)-C(uM)一元线性回归线，拟合得到线性方程。

图2 实验原始数据图
图3 实验测定的铜离子线性图
2从测定的实验结果来看，电流信号与铜离子浓度在6.67-133 uM的范围内具有较好的线性关系，可见该实验的检测范围较宽。

此外，DPV法的灵敏度较高，定量检测极限（6.67 uM）低于我国《生活饮用水卫生标准》中规定的饮用水中铜离子含量不得高于1.0 mg/L (15.9 uM) 的浓度要求，满足实际水样的检测，有
望应用于实地检测。

六、注意事项及思考
1参比电极所装电解液应为满的，且应保证电极与连接夹的接触良好，三电极在溶液中尽量处于同一平面，不要触碰到电解池壁或底。

2一定保证微量进样器所移取的溶液加到底液中，且进样器不被玷污。

3 先开主机（CHI分析仪），再开计算机。

否则运行时可能出现无法连接
4 DPV可提高灵敏度与该方法的原理有关：在施加脉冲前和脉冲后收集两次电流数据，记录的分别为电容电流ic和电容电流与电解电流叠加值I。

将这两次电流相减得到电解电流Δi。

在未达到分界电流之前和达到极限电流之后，Δi都很小，而在直流极谱曲线陡峭部分，Δi很大，最终形成峰形曲线。

由于DPV消除了电容电流，并且是在噪声衰减最大时测，所以该方法的灵敏度很高。