极谱法的发明与发展--1959年诺贝尔化学奖
1959年的诺贝尔化学奖颁给了一位捷克斯洛伐克化学家--雅罗斯拉夫·海洛夫斯基(Jaroslav Heyrovsky)(图1),以表彰他发明和发展了极谱法。
图1雅罗斯拉夫·海洛夫斯基
1922年海洛夫斯基以发明极谱法而闻名于世。他于1924年与日本人志方益三合作,制造了第一台极谱仪。1941年海洛夫斯基将极谱仪与示波器联用,提出示波极谱法。
极谱分析法(图2)是将被分析溶液放在一个具有滴汞电极的电解池中进行电解,并根据所得的电流-电动势曲线来作定性和定量分析的方法。它最简单的装置如图2所示:被分析溶液放在电解池中,阳极是电解池底部的水银层,阴极是从贮汞瓶中流出的小滴,称为滴汞电极;若是被分析溶液中含有可氧化的物质,那么滴汞电极也可作为阳极,汞层作为阴极。通过电压表和检流计得到电流-电动势曲线,从而对被分析溶液进行定性和定量分析。
图2 极谱法的基本装置
当电压由0.2 V逐渐增加到0.7 V左右时,绘制电流-电压曲线。当外加电压尚未达到Pb2+分解电压时,滴汞电极的电位较Pb2+的析出电位正,电极上没有Pb被还原,此时只有微小的电流通过电解池,这种电流称残余电流。图3中①~②段,仅有微小的电流流过,这时的电流称为“残余电流”或背景电流。当外加电压到达Pb2+的析出电位时,Pb2+开始在滴汞电极上迅速反应。
图3电流-电压曲线
极谱分析法具有灵敏度高、分析速度快、易实现自动化、重现性好、应用范围广等特点。极谱分析法半个世纪以来,在理论研究和实际应用上都得到很大的发展。极谱法可用来测定大多数金属离子、许多阴离子和有机化合物(如羰基、硝基、亚硝基化合物,过氧化物、环氧化物,硫醇和共轭双键化合物等)。此外,极谱法在电化学、界面化学、络合物化学和生物化学等方面都有着广泛的应用,如图4。
图4极谱式溶解氧传感器
科学研究的脚步从未停下,随着计算机与科学的结合应用,极谱法也随之发展(图5)。极谱分析的自动化程度、灵敏度和准确度大幅度地提高,使极谱学研究者们大大提高了工作效率。极谱学正在不断地前进、变革着,并为物理化学、医学、生物化学等学科提供更重要、更准确的信息和数据。
如今的极谱法仍存在很多尚未解决的问题需要人们的参与和见证。正如马克思所说“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才能有希望达到光辉的顶点。”科学研究需要锲而不舍的精神,才能得到研究的硕果。
(本文编辑:张亦涵)
文章来源:《CT理论与应用研究》 网址: http://www.ctllyyyyj.cn/zonghexinwen/2020/1024/415.html