实验室检测仪器--极谱仪的工作电极介绍
在极谱分析中,可以使用多种不同性能和结构的电极作为工作电极。当进行还原测定时,常常使用滴汞电极(DME)和悬汞电极( anging mercury drop electrode,HMDE)。由于汞本身易被氧化,因此汞电极不宜在电位围中使用但使用固体电极时可进行氧化测定,它既可采用静止电极,也可采用旋转电极。
1、汞电极
汞电极具有很高的氢超电位(1.2V)及很好的重现性。最原始的汞电极是滴汞电极,汞滴的增长速度及寿命受地球重力控制,滴汞电极由内径为0.05-0.08mm的毛细管、储汞瓶及连接软管组成(如下图)。每滴汞的滴落速度为2~5s,其表面周期性地更新可消除电极表面的污染。同时,汞能与很多金属形成汞齐,从而降低了它们的还原电位,其扩散电流也能很快地达到稳定值,并具有很好的重现性。在非水溶液中,用四丁基铵盐电解质,滴汞电极的电位窗口为+0.3~-27V(vs.SCE),当电位正于+0.3V时被氧化,产生一个阳极波。
与滴汞电极不同,静态汞滴电极(SMDE)是通过一个阀门在毛细管尖端得到一静态汞滴,它只能通过敲击来更换汞滴。悬汞电极是一个广泛应用的静态电极,汞滴是由一个计算机控制的快速调节阀生成的,通过改变计算机产生脉冲的宽度及数量的多少,可得到一系列具有不同表面积的汞滴。
在玻璃碳电极、金电极、银电极或铂电极表面镀上一层汞膜就可制成汞膜电极,它可用于浓度低于10-7mol·L的样品分析中,但主要用于高灵敏度的溶出分析及作为液相色谱的电流检测器。
2、固体电极
固体电极一般有铂电极、金电极或玻璃碳电极。玻璃碳电极可检测电极上发生的氧化反应,特别适用于在线分析,如用于液相色谱中。把铂丝、金丝或玻璃碳密封于绝缘材料中,再把垂直于轴体的尖端平面抛光即可制得圆盘电极。
3、旋转圆盘电极
为了研究电极表面电流密度的分布情况、减少或消除扩散层等因素的影响,电化学研究人员通过对比各种电极和搅拌的方式,开发出了一种高速旋转的电极,由于这种电极的端面像一个盘,所以也叫旋转圆盘电极(rotating disk electrode,RDE),简称旋盘电极,还叫转盘电极。还有基于这种电极进一步改进了的旋转圆环电极等,可以测量更为复杂的电极过程的电化学参数。
旋转圆盘电极最基本的用途是用于痕量分析及电极过程动力学研究,它还可应用于阳极溶出伏安法及安培滴定中。
