5.3. Полярографический метод

Полярографический метод основан на определении природы и количества анализируемого вещества по кривым ток–напряжение, получаемым с помощью капельного ртутного электрода.

С развитием электронной техники широкое распространение получили многие виды полярографии (классической, осциллографи-ческий, дифференциальный, переменно-токовый, импульсный и др.).

Поскольку подавляющее число неорганических и органиче-ских соединений способны к электровосстановлению на ртутном капельном электроде, полярографический метод может быть применен для анализа таких биологически активных соединений, как аминокислоты, витамины, белки, углеводы, а также для определения микроэлементов и следов тяжелых металлов в продуктах. При этом возможно одновременное определение ряда элементов, например меди, свинца, олова и цинка.

В настоящее время развитие полярографических методов анализа происходит по трем направлениям:

– совершенствование методик классической полярографии;

– разработка методик переменно-токовой полярографии;

– усовершенствование инверсионной вольтамперометрии.

Применение переменного тока в полярографии повышает разрешающую способность метода, увеличивает чувствительность и точность.

Полярографическая установка состоит из измерительной ячей-ки, включающей сосуд с анализируемым раствором и два электрода, источника поляризующего напряжения, регулятора и измерителя силы тока. Один из электродов представляет собой капли ртути, непрерывно капающие из капилляра с постоянной частотой, благодаря чему поверхность электрода непрерывно обновляется. При постоянной скорости образования капель обеспечивается хорошая воспроизводимость результатов измерений. В качестве второго электрода служит слой ртути на дне ячейки.

Вольтамперную характеристику получают, измеряя силу тока при установлении различных значений напряжений. На рис. 5.1 показана типичная полярограмма однокомпонентного (а) и трехкомпонентного (б) растворов. Мерой концентрации является высота волны, т. е. разность предельной и остаточной силы тока I.

а

Напряжение U_½, соответствующее средней точке волны, характеризует природу вещества. Таким образом, полярограмма содержит полную информацию о характере и количестве вещества. На практике не удается использовать расчетным путем зависимость между высотой волны и концентрацией из-за влияния ряда факторов: скорости диффузии анализируемого вещества в растворе, темпера-туры, параметров капилляра и др. Поэтому анализ проводят сравнением высоты волны в растворе неизвестной концентрации с высотой волны в стандартном растворе. Применяют также способ, при котором рассчитывают концентрацию по приращению высоты полярограммы анализируемого раствора после добавления в него известного количества исследуемого вещества.

Методы полярографического анализа разработаны почти для всех элементов Периодической системы. Все больше и больше этот метод внедряется в практику анализа органических веществ, метал-лургию. Его используют для анализа лекарственных веществ, полимеров, для определения следов ядохимикатов на растениях и в продуктах питания.

Тщательное соблюдение условий эксперимента, достаточно строгий контроль температуры и аккуратность при построении графика позволяют добиться погрешности измерений не более 2 %.