проф. Р.М.-Ф.Салихджанова
Монография посвящена теоретическому аспекту вольтамперометри-ческих методов анализа состава веществ. Описаны основные принципы этих методов, их разновидности и современное состояние. Изложены основы обобщенной теории вольтамперометрии при произвольных законах изменения электрического воздействия и площади рабочего электрода. Рассмотрены вопросы моделирования электродных процессов в вольтамперометрическом датчике и построения его электрон -ных эквивалентов, сравнительной оценки аналитических возможное -тей методов вольтамперометрии и полярографии, пути повышения их разрешающей способности.
Для специалистов, занимающихся разработкой или применением вольтамперометрических методов и приборов.
Введение
В настоящее время разработка эффективных методов и средств анализа состава веществ является одной из важнейших задач, от ре -ения которых существенно зависит развитие многих отраслей науки и народного хозяйства. Актуальность работ в этом направлении определяется быстро растущей потребностью целого ряда новейших областей науки и техники (атомной энергетики, полупроводниковой и плазменной техники, микроэлектроники, квантовой электроники и др.) в чистых и сверхчистых материалах, комплексной автоматизацией технологических процессов, требованиями улучшения контроля за качеством сырья и выпускаемой продукции, а также необходимостью широких исследований в целях охраны окружающей среды и Мирового океана.
Среди большого разнообразия аналитических методов все большее внимание в нашей стране и за рубежом уделяется одному из наиболее перспективных направлений электрохимического анализа - вольтамперометрии*! 56], которая с успехом используется как в научных лабораториях, так и в производственных условиях. Обладая относительной простотой, быстродействием, высокой чувствительностью и селективностью, вольтамперометрические методы дают возможность проводить определение одновременно нескольких компонентов в широком интервале концентраций. Важным достоинством этих методов является то, что они сравнительно легко поддаются автоматизации и в ряде случаев позволяют проводить дистанционный анализ.
Следует отметить, что наряду с использованием вольтамперометрии для анализа состава веществ она широко применяется и в исследовате -льских целях - при изучении кинетики электрохимических процессов, свойств двойного слоя и т.п.
^
Как обычно, здесь и в дальнейшем (за исключением специально оговоренных случаев) в понятие "вольтамперометрия" будем включать и полярографию, использующую ртутные капающие электроды [74]. Отметим , что поскольку термин ^вольтамперометрия", вообще говоря, выходит за рамки электрохимических измерений, полярографией иногда называют вольтамперометрические методы анализа в целом(.12,14] , в частности, соответствующие аналитические приборы независимо от вида используе -мых электродов обычно называют полярографами.
Оглавление
Введение..................'.................... 3
1. ВОЛЪТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ...................... 4
1.I. Основные принципы вольтамперометрии .................. 4
1.2. Основные разновидности вольтамперометрических
методов .............................................. 13
2. ОБЩИЕ УРАВНЕНИЯ ВОЛЬТАШЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
В УСЛОВИЯХ ЛИНЕЙНОЙ И СФЕРИЧЕСКОЙ ДИФФУЗИИ........ 20
2.1. Постановка задачи .................................... 22
2.2. Преобразование дифференциальных уравнений и краевых условий.............................................. 24
2.3. Взаимосвязь фарадеевского тока с граничными концентрациями деполяризатора в условиях линейной диффузии .. 26
2.4. Взаимосвязь фарадеевского тока с потенциалом рабочего электрода в условиях линейной диффузии,............... 27
2.5. Дифференциальные уравнения и краевые условия для добавочных концентраций, обусловленных сферичностью диффузии............................................. 30
2.6. Зависимость фарадеевского тока от граничных концентраций в условиях сферической диффузии ................ 32
2.7. Зависимость граничных концентраций от фарадеевского
тока в условиях сферической диффузии................. 36
• - 150 -
2.8. Взаимосвязь фарадеевского тока с потенциалом электрода в условиях сферической диффузии ................... 38
2.9. Система уравнений вольтамперометрического датчика .... 40 2.10.Некоторые важные частные случаи...................... 43
3. ТЕОРИЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
СО СТАТИЧЕСКИМ РТУТНЫМ КАПАЮЩИМ ЭЛЕКТРОДОМ---... 44
3.1. Общие уравнения датчика со статическим и обычным РКЭ.. 45
3.2. Теория постодано-токовой и импульсной полярографии на СРКЭ................................................. 50
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИХ
ДАТЧИКОВ........................................... 61
4.1. Электрические модели в условиях линейной и сферической диффузии.............................................. 63
4.2. Электронные эквиваленты вольтамперометрических датчиков со стационарным рабочим электродом ................ 76
4.3. Электронный эквивалент вольтамперометрического датчика
с периодически изменяющейся площадью рабочего электрода. 86
5. ПРЕДЕЛ ОБНАРУЖЕНИЯ И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ..................... 92
5.1. Основные виды и источники помех....................... 92
5.2. Частотные спектры вольтамперометрических сигнало^ и оптимальная полоса пропускания измерительной аппаратуры .................................................. 99
5.3. Отношение сигнал-помеха, предел обнаружения и аналитическая эффективность .. .„............................ 107
5.4. Эквивалентный ток шума......................-.......... 116
5.5. Оценка предела обнаружения и аналитической эффективности некоторых вольтамперометрических методов........ 124
6. УВЕЛИЧЕНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВОЛЬТАМПЕРОМЕГРИИ.................................. 130
6.1. Сужение волн с помощь» Фурье-преобразования ........... 132
6.2. Сужение волн путем сложения их четных производных ..... 136
6.3. Сужение волн путем сложения нечетных гармоник ......... 141
Л и т е р а т у р а................................... 143
Цена: 150руб.
