ПОЛЯРОГРАФИЯ И ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ Gunter Henze POLAROGRAPHIE UND VOLTAMMETRIE Grundlagen und analytische Praxis Mit 160 Abbildungen und 21 Tabellen МЕ Т О Д Ы В ХИМИ И Г. Хенце ПОЛЯРОГРАФИЯ И ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА Перевод с немецкого канд. хим. наук А. В. Гармаша и канд. хим. наук А. И. Каменева под редакцией канд. хим. наук А. И. Каменева 2-е издание (электронное) Москва БИНОМ. <...> Лаборатория знаний, 2008 c c unter Henze Предисловие к русскому изданию Электроаналитические методы анализа занимают достойное место в аналитической практике. <...> А. И. Каменев Посвящается Дорит Предисловие Ртутный капающий электрод представляется мне идеальным инструментом с неограниченными возможностями применения в теоретической и практической электрохимии Ярослав Гейровский (Прага, 1933) В 1986 г. мы с моим коллегой Рольфом Нэбом из Университета г. Майнц выпустили в издательстве Springer-Verlag монографию «Электрохимический анализ». <...> Подходящим методом определения следов элементов в диапазоне концентраций от нг/л до мкг/л служит инверсионная вольтамперометрия, подробно описанная в этой книге. <...> Для определения следов органическихсоединений высокой эффективностью обладает амперометрическое или вольтамперометри 8 Предисловие ческое детектирование после хроматографического разделения. <...> Во многиханалитическихлабораторияхуже пришли к заключению, что инверсионная вольтамперометрия едва ли не идеальный метод для проверки правильности результатов анализа, полученныхдругими методами. <...> и Deutsche Metrohm GmbH (Фильдерштадт), в особенности инженерам Уве Лойаллу и Йохену Шефферу, за предоставленную информацию. <...> Вольт-амперные кривые регистрируют при непрерывном изменении потенциала, т. е. в условиях, аналогичных условиям гальваностатической кулонометрии или кулонометрии с линейно изменяющимся потенциалом (англ. potential scanning coulometry). <...> К таким электродам относится классический ртутный капающий электрод, а также разработанный позднее статический ртутный капельный <...>
Полярография_и вольтамперометрия._Теоретические_основы_и аналитическая_практика.pdf
Г. Хенце
И ВОПОЛЯРОГРАФИЯ
Перевод с немецкого
канд. хим. наук А. В. Гармаша
и канд. хим. наук А. И. Каменева
канд. хим. наук А. И. Каменева
под редакцией
4-е издание, электронное
ЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА
Москва
Лаборатория знаний
2021
Стр.4
УДК 543
ББК 24.57я73
Х38
С е р и я о с н о в а н а в 2003 г.
Хенце Г.
Х38 Полярография и вольтамперометрия. Теоретические основы
и аналитическая практика / Г. Хенце ; пер. с нем. — 4-е изд.,
электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2021. — 287 с. — (Методы
в химии). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". —
Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-079-1
В учебном издании, написанном известным ученым-практиком из
Германии, обсуждаются теория вольтамперометрии, методы измерения
аналитических сигналов, источники погрешностей электрохимического анализа.
Рассмотрены особенности полярографического, инверсионно-вольтамперометрического
и проточного анализа. Приведены 30 методик анализа
различных объектов неорганического и органического происхождения.
Для студентов химических вузов, а также химиков-аналитиков, в том
числе специалистов СЭС и других специализированных лабораторий.
УДК 543
ББК 24.57я73
Деривативное издание на основе печатного аналога: Полярография
и вольтамперометрия. Теоретические основы и аналитическая практика /
Г. Хенце ; пер. с нем. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — 284 с. :
ил. — (Методы в химии). — ISBN 978-5-94774-357-9.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от
нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-079-1
Copyright © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2001
All rights reserved
© Лаборатория знаний, 2015
Translation from the German language edition:
Polarographie und Voltammetrie by G¨unter Henze
Стр.5
Оглавление
Предисловие к русскому изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 1. Основы теории . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
7
9
9
1.2. Измерительная ячейка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3. Принцип измерения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4. Электродные процессы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.5. Измеряемый сигнал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.5.1. Диффузионный ток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.5.2. Кинетические и каталитические токи . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.5.3. Емкостный и адсорбционный токи . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Глава 2. Методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.1. Постояннотоковая полярография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2. Прямая и циклическая вольтамперометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.3. Амперометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.4. Хронопотенциометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.5. Импульсные методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.6. Переменнотоковая полярография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.7. Тензамметрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Глава 3. Техника эксперимента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.1. Источники погрешностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.2. Пробоподготовка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.3. Фоновые растворы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Стр.282
282
Оглавление
3.4. Измерительные устройства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.5. Рабочие электроды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.6. Электроды сравнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.7. Обработка данныхи вычисления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Глава 4. Полярографический анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.1. Определение элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Пример 1. Полярографическое определение хрома . . . . . . . 118
Пример 2. Полярографическое определение сульфидов
и сульфитов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Пример 3. Полярографическое определение цианид-ионов 121
4.2. Определение органических соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Пример 4. Полярографическое определение стирола в образцах
полистирола и сополимеров . . . . . . . . . . . 131
Пример 5. Полярографическое определение формальдегида
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Пример 6. Полярографическое определение малеиновой
и фумаровой кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Пример 7. Полярографическое определение аскорбиновой
кислоты (витамина C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Пример 8. Полярографическое определение нитрилотриуксусной
(NТА) и этилендиаминтетрауксусной
(EDТА) кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Пример 9. Полярографическое определение диазепама
в биологических жидкостях и фармацевтических
препаратах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Пример 10. Полярографическое определение никотина . . . . 155
Пример 11. Полярографическое определение цинхокаина
в лекарственных препаратах . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Пример 12. Полярографическое определение хинина . . . . . . 158
Пример 13. Полярографическое определение тиамина (витамина
B1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Пример 14. Полярографическое определение фолиевой кислоты
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Пример 15. Полярографическое определение рибофлавина
(витамина B2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Стр.283
Оглавление
283
Глава 5. Инверсионные методы вольтамперометрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.1. Анодная инверсионная вольтамперометрия . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Пример 16. Определение цинка, кадмия, свинца и меди
в водах методом анодной инверсионной вольтамперометрии
после УФ-обработки . . . . . . . . . . 184
Пример 17. Определение цинка, кадмия, свинца, меди,
таллия, никеля, кобальта методом инверсионной
вольтамперометрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Пример 18. Анодное инверсионное вольтамперометрическое
определение кадмия и свинца на графитовом
электроде ультратрейс . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Пример 19. Определение сурьмы и висмута методом
анодной инверсионной вольтамперометрии . . . 192
Пример 20. Анодное инверсионное вольтамперометрическое
определение ртути на вращающемся золотом
электроде (Au-ВДЭ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
5.2. Катодная инверсионная вольтамперометрия . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Пример 21. Определение тиомочевины методом катодной
инверсионной вольтамперометрии . . . . . . . . . . . 197
Пример 22. Определение мышьяка(III) и мышьяка(V) методом
катодной инверсионной вольтамперометрии
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Пример 23. Определение селена методом катодной инверсионной
вольтамперометрии . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
5.3. Адсорбционная инверсионная вольтамперометрия . . . . . . . . . . 203
Пример 24. Определение железа методом адсорбционной
инверсионной вольтамперометрии . . . . . . . . . . . 210
Пример 25. Определение платины методом адсорбционной
инверсионной вольтамперометрии . . . . . . . . . . . 211
Пример 26. Определение урана методом адсорбционной инверсионной
вольтамперометрии с хлораниловой
кислотой в качестве лиганда . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Пример 27. Определение хрома методом адсорбционной
инверсионной вольтамперометрии с использованием
комплексообразования с ДТПА . . . . . . . 218
Пример 28. Определение хрома методом адсорбционной
инверсионной вольтамперометрии на графитовом
ультратрейс-электроде . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Пример 29. Адсорбционное инверсионное вольтамперометрическое
определение алюминия с ализариновым
красным S в качестве лиганда . . . . . . . . . 223
Стр.284
284
Оглавление
5.4. Инверсионная хронопотенциометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Пример 30. Определение кадмия и свинца в жидких пробах,
загрязненных органическими веществами, методом
дифференциальной ИХП . . . . . . . . . . . . . . 234
5.5. Инверсионная вольтамперометрия на модифицированных
электродах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Глава 6. Исследования в потоке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
6.1. Амперометрическое и вольтамперометрическое детектирование
в потоке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
6.2. Проточная инверсионная вольтамперометрия . . . . . . . . . . . . . . 268
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Предметный указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Стр.285