水中铅和镉的测定

实验原理(二) 在盐酸介质中测定水中铅、镉时，先将悬汞 电极的电位固定在-0.8 V，电解一定的时间， 此时溶液中的一部分铅、镉在电极上还原，并 生成汞齐，富集在悬汞滴上。电解完毕后，使 悬汞电极的电位均匀地由负向正变化，首先达 到可以使镉汞齐氧化的电位，这时，由于镉的 氧化，产生氧化电流。当电位继续变正时，由 于电极表面层中的镉已被氧化得差不多了，而 电极内部的镉又还来不及扩散出来，所以电流 就迅速减小，这样就形成了峰状的溶出伏安曲 线。同样，当悬汞电极的电位继续变正，达到 铅汞齐的氧化电位时，也得到相应的溶出峰， 如图2所示。其峰电流与被测物质的浓度成正 比，这是溶出伏安法定量分析的基础。
Pb2+、Cd2+ 阳极溶出伏安法两过程
溶出伏安法根据溶出时工作电极发生氧化反应还是 还原反应，分为阳极溶出伏安法（ASV）和阴极溶 出伏安法（CSV）。本实验采用阳极溶出伏安法，
其M 两2 个(P 过b 程2 可\C 表d 示2 为) ：2 e H g 富 溶 集 出 M (H g )
3、测定 将未添加铅镉标准液的水样置于电解池中，通氮气5 min后，放入清洁
2、试液配制 取两份 25.0 mL水样置于2个 50 mL容量瓶中，分别
加入 1 mL HCl 5 mL，5 × 10-3mol/L硝酸汞 1.0 mL。 在其中一个容量瓶中加入 1.0 × 10-5 mol/L 的铅离子 标准液 1.0 mL和 1.0×10-5mol/L 的镉离子标准液 1.0 mL(铅镉标准试液用标准贮备液稀释配制）。均用蒸馏 水稀释至刻度，摇匀。
作用
• d.冷藏或冷冻以降低细菌活性和化学反应 速度
• 对添加剂的要求：待测金属元素的水样，
采用优级或分析纯试剂。
测定方法
一.阳极溶出伏安法测定水样中铅镉含量
1.实验原理(一)
溶出伏安法(Stripping voltammetry)包含电解富集和电解 溶出两个过程，其电流-电位曲线如图1所示。首先将工作 电极固定在产生极限电流的电位上进行电解，使被测物质富 集在电极上。经过一定时间的富集后，停止搅拌，再逐渐改 变工作电极电位，电位变化的方向应使电极反应与上述富集 过程电极反应相反。记录所得的电流－电位曲线，称为溶出 曲线，呈峰状，峰电流的大小与被测物质的浓度有关。电解 时工作电极作为阴极，溶出时作为阳极，称为阳极溶出伏安 法；反之，工作电极作为阳极进行富集，而作为阴极进行溶 出，称为阴极溶出伏安法。溶出伏安法具有很高的灵敏度， 对某些金属离子或有机物的检测可达10-10 ~ 10 -15 mol·L-1，因此，应用非常广泛。
水样保存
• 水样允许保存的时间，与水样的性质、 分析的项目、溶液的酸度、贮存容器、 存放温度等多种因素有关。
• 保存水样的基本要求：
• a.减缓生物作用 • b.减缓化合物或者络合物的水解及氧
化还原作用 • c.减少组分的挥发和吸*生附态损学基失础实验*
水样保存
• 保存措施：
• a.选择适当材料的容器 • b.控制溶液的pH • c.加入化学试剂抑制氧化还原反应和生化
• 无悬浮物的地下水、洁净地表水可直接测定。 • 较混浊的水样：加少量稀硝酸微沸消煮、过滤、定容。 • 有悬浮物、有机杂质的水样：加硝酸、高氯
酸消煮至近干，冷却后用稀硝酸溶解、过滤、定容。
水样的保存
• ⑴水样保存 • 为得到准确的实验结果，水样采集后应
尽快进行分析，为尽量避免水样发生变 化，在尽可能缩短运输时间的同时，必 须采用相应的保存方法，以控制物理、 化学、生物因素的影响。因此往往采取 冷藏或冷冻保存、加入化学保存剂保存 等。
采样器
多通道自动采水器
自动采水器
采样
采集河流、湖泊等表层水可用适当的 容器从上方直接采集，注意不能混 入浮于水面上的物质。
一定深度的水可用直立式或有机玻璃 采水器；
泉水、井水可在涌口处采集，有停滞 水的必须等新水更替后采集；
自来水或抽水设备的水应放水数分钟 后不规则采集。
采样注意事项
采样时不搅动底部沉积物。
水中重金属的测定
-----镉和铅
1. 样品的采集 2. 预处理及保存
3. 测定方法及原理
4. 典型事例
水样
• 根据水种类：天然水（河、湖、海、地下）；用 水（引用、工业用、灌溉）；排放水（工业废水、 城市污水）。
• 根据分析项目要求。
• 采样多变性：河水—上、中、下（大河：左右两 岸和中心线；中小河：三等分，距岸1/3处）； 湖水---从四周入口、湖心和出口采样；海水---粗 分为近岸和远岸；生活污水---与作息时间和季节 性食物种类有关；工业废水---与产品和工艺过程 及排放时间有关
采样器的准备
• 采样器与水样接触部份材质应采用聚乙烯、 有机玻璃塑料或硬质玻璃。应先用洗涤剂除 去油污，自来水冲净，再用10％硝酸或盐 酸洗刷，自来水冲净后备用。
• 容器的准备：采用聚乙烯塑料或硬质玻璃容 器。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测金属类水样的容器，先用洗涤剂清 洗，自来水冲净，再用10％硝酸或盐酸浸 泡8小时 ，用自来水冲净，然后用蒸馏水 清洗干净。装测有机物水样的容器，先用洗 优涤剂清洗，再用自来水冲净，然后用蒸馏 水清洗干净。贴好标签备用。
图 1 .溶出伏安法的富集 和溶出过程
图2 .盐酸介质中铅、镉 离子的溶出伏安曲线
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实验相关设备及仪器
实验台及设备
饱和甘汞电极
电解池
四、实验步骤
1、工作电极处理
将玻碳电极先用 1200# 金相砂纸上打磨，然后分 别用1 μm，0.3 μm，0.05 μm Al2O3 进行抛光处理， 用蒸馏水清洗干净后，在1:1 HNO3、无水乙醇、 蒸馏水中各超声清洗 5 min ，室温晾干备用。
采样时应保证采样点位置准确。必要 时可用GPS定位。
洁净的容器在装入水样前，应先用该 采样点的水冲洗3次，然后装入水样。 并按要求加入相应的固定剂，填写标 签。
待测溶解氧的水样应严格不接触空气， 其它水样也应尽量少接触空气。
水样的预处理
• 水样的保存和预处理：对于不同测定项目，采用不同 目的的预处理。