Электрохимический инверсионный анализ представляет собой набор методов аналитической химии, основанных на вольтамперометрии [1] или потенциометрии [2] , которые используются для количественного определения ионов в растворе. [3] Инверсионная вольтамперометрия (анодная, катодная и адсорбционная) использовалась для анализа органических молекул, а также ионов металлов. Электроды из углеродной пасты, стеклоуглеродной пасты и стеклоуглерода при модификации называются химически модифицированными электродами и используются для анализа органических и неорганических соединений.
Анализ методом стриппинга — это аналитический метод, включающий (i) предварительную концентрацию металлической фазы на поверхности твердого электрода или в Hg (жидкость) при отрицательных потенциалах и (ii) селективное окисление каждого вида металлической фазы во время анодной развертки потенциала. Анализ методом стриппинга обладает следующими свойствами: чувствительный и воспроизводимый (RSD < 5%) метод анализа следовых количеств ионов металлов в водных средах, 2) пределы обнаружения концентрации для многих металлов находятся в диапазоне от низких ppb до высоких ppt (S/N = 3), что выгодно отличается от анализа AAS или ICP, полевые приборы, которые можно развертывать в полевых условиях, и которые являются недорогими, с помощью этого метода можно анализировать приблизительно 12-15 ионов металлов. Пиковые токи стриппинга и ширина пиков зависят от размера, покрытия и распределения металлической фазы на поверхности электрода (Hg или альтернативной).
Анодная инверсионная вольтамперометрия — это вольтамперометрический метод количественного определения конкретных ионных видов. [4] [5] Интересующий аналит электролизуется на рабочем электроде во время этапа осаждения и окисляется с электрода во время этапа инверсионной обработки. Ток измеряется во время этапа инверсионной обработки. Окисление видов регистрируется как пик в токовом сигнале при потенциале, при котором виды начинают окисляться. Этап инверсионной обработки может быть линейным , лестничным , прямоугольным или импульсным.
Анодная инверсионная вольтамперометрия обычно включает три электрода: рабочий электрод , вспомогательный электрод (иногда называемый противоэлектродом) и электрод сравнения . Анализируемый раствор обычно имеет добавленный к нему электролит . Для большинства стандартных тестов рабочий электрод представляет собой висмутовый или ртутный пленочный электрод (в дисковой или плоской полосковой конфигурации). Ртутная пленка образует амальгаму с интересующим аналитом, что при окислении приводит к острому пику, улучшающему разрешение между аналитами. Ртутная пленка формируется над стеклоуглеродным электродом. Ртутный капельный электрод также использовался по тем же причинам. В случаях, когда интересующий аналит имеет окислительный потенциал выше, чем у ртути, или когда ртутный электрод был бы в противном случае непригоден, также можно использовать твердый инертный металл, такой как серебро , золото или платина .
Анодная инверсионная вольтамперометрия обычно включает 4 шага, если рабочий электрод представляет собой ртутную пленку или ртутную каплю, а раствор включает перемешивание. Раствор перемешивается в течение первых двух шагов с повторяющейся скоростью. Первый шаг - это шаг очистки; на шаге очистки потенциал удерживается на более окислительном уровне, чем интересующий аналит в течение определенного периода времени, чтобы полностью удалить его с электрода. На втором шаге потенциал удерживается на более низком уровне, достаточно низком для восстановления аналита и осаждения его на электроде. После второго шага перемешивание прекращается, и электрод удерживается на более низком уровне. Цель этого третьего шага - позволить осажденному материалу распределиться более равномерно в ртути. Если используется твердый инертный электрод, этот шаг не нужен. Последний шаг включает повышение рабочего электрода до более высокого потенциала (анодного) и демонтаж (окисление) аналита. По мере окисления аналита он испускает электроны, которые измеряются как ток.
Анодная инверсионная вольтамперометрия может определять концентрации аналита в мкг/л. Этот метод имеет отличный предел обнаружения (обычно 10−9 - 10−10 M ).
Катодная инверсионная вольтамперометрия — это вольтамперометрический метод количественного определения конкретных ионных видов. [6] Он похож на метод анализа следов анодной инверсионной вольтамперометрии , за исключением того, что на этапе нанесения покрытия потенциал поддерживается на уровне окислительного потенциала, а окисленные виды удаляются с электрода путем изменения потенциала на отрицательный. Этот метод используется для ионных видов, которые образуют нерастворимые соли и будут осаждаться на анодном рабочем электроде или рядом с ним во время осаждения. Шаг удаления может быть линейным , лестничным , прямоугольным или импульсным.
Адсорбционная инверсионная вольтамперометрия похожа на анодную и катодную инверсионную вольтамперометрию, за исключением того, что этап предварительного концентрирования не контролируется электролизом . [7] Этап предварительного концентрирования в адсорбционной инверсионной вольтамперометрии осуществляется путем адсорбции на поверхности рабочего электрода или путем реакций с химически модифицированными электродами.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )