Количественный анализ

Концентрацию определяемого компонента определяют по градуировочному графику. Готовят из вещества сравнения серию градуировочных растворов с известной концентрацией определяемых компонентов, регистрируют вольтамперограмму при выбранном в области диффузионного тока потенциале накопления Е_н, измеряют высоту пика, рассчитывают силу диффузионного тока I_рd и строят зависимость I_рd от концентрации определяемого компонента в градуировочных растворах вещества сравнения.

Если заранее доказано, что градуировочная зависимость линейная, то для снижения влияния матричных компонентов пробы анализируемого вещества в массовых анализах используют способ добавки определённого объёма (V_доб) стандартного раствора (С(А)_ст) определяемого компонента в анализируемый раствор объёмом V_о. Регистрируют вольтамперограмму пробы анализируемого вещества при выбранном Е_н в области диффузионного тока, измеряют высоту пика, рассчитывают силу диффузионного тока I_рd,х. Далее в ячейку с анализируемым раствором добавляют V_доб стандартного раствора, регистрируют вольтамперограмму пробы анализируемого вещества с добавкой стандартного раствора в тех же условиях, измеряют высоту пика, рассчитывают силу диффузионного тока I_Σ. Концентрацию определяемого компоненты в анализируемом растворе находят из пропорции:

C(А)_x = C(А)_доб I_рd,x/I_рd,доб = [(С(А)_ст∙V_доб/(V_о+V_доб)] I_рd,x/(I_Σ- I_рd,x).

Методом ИВА можно определять меньшее количество компонента, чем в прямой вольтамперометрии. Часть компонента из перемешиваемого раствора при электролизе переходит на электрод и там остается, следовательно, происходит его концентрирование из большего объема в меньший. Доказано, что выделяемая на электроде часть компонента пропорциональна его содержанию в растворе. Поэтому накопление компонента на электроде электролизом ведут в течение строго контролируемого времени и не более 15 мин.

Вольтамперометрический сигнал и его параметры хорошо воспроизводятся при соблюдении постоянства условий эксперимента.

В развитие теории метода инверсионной и абсорбционной вольтамперометрии, физико-химического и аналитического обоснования вольтамперометрических методик анализа различных веществ, в том числе веществ геологических объектов, развитие вольтамперометрического приборостроения и создания фирм по производству вольтамперометрических анализаторов внесли сотрудники кафедры физической и аналитической химии под руководством профессора А.Г Стромберга., его учеников 1-го поколения – А.А Каплина, Н.А Колпаковой., Б.Ф. Назарова, Ю.А Иванова. Под руководством учеников А.Г Стромберга более 100 аспирантов и сотрудников этих кафедр проводили исследования по методу инверсионной и абсорбционной вольтамперометрии. Результатом этих работ являются ряд разработанных и утвержденных на уровне Российской Федерации (ГОСТ Р) и уровне министерств и ведомств методик анализа и вольтамперометрических анализаторов. Методика анализа вещества руд на содержание благородных элементов, разработанные под руководством профессора Н.А.Колпаковой, применяют в инновационном научно-образовательном центре «Золото-платина» и лаборатории «Геология золота» на кафедре «Геология и разведка полезных ископаемых». НПП «Техноаналит» и «Томьаналит», созданные как малые предприятия на базе ТПУ, выпускают вольтамперометрические анализаторы серии ТА, позволяющие определять ионы металлов, некоторые анионы и целый ряд органических соединений, рис. 3.79.

а б

Рис. 3.79 Вольтамперометрический анализатор (полярограф)

а – ТА-Универсал; б – компьютеризованный, на содержание мышьяка ПАН-As

Применение

Используя вольтамперометрический метод анализа, можно определять неорганические ионы металлов (Cu, Zn, Pb, Cd, In, Bi, Tl, Sb, As, Hg, Sn, Se, Mn, Co, Ni, Cr, Au, Pt, Ir и др.), анионы CN^-, Cl^-, S^2- и органические соединения, обладающие окислительно-восстановительными свойствами, т.е. способные либо восстанавливаться на катоде, либо окисляться на аноде. Это один из наиболее универсальных методов определения следовых количеств компонентов в пробах вещества природных экообъектов.

Вольтамперометрические анализаторы делают возможным одновременное определение нескольких компонентов (до 4-5) из 30 возможных в одной навеске пробы анализируемого вещества с низким пределом определения мг/дм³ – нг/дм³.