催化波在矿物原料分析中的应用——矿石中超微量铱的催化极谱测定

目前测定矿物中的铱多采用钵(Ⅳ)-砷(Ⅲ)体系催化比色法。铱在盐酸-硫脲-碘化钾的复合底液中可产生催化波,但仍未得到广泛应用。我们在资料的基础上进行试验,于原来介质中引人TeO_3~2时发现碲可加强铱的催化性能,不仅能提高测定铱的灵敏度,而且出现了尖陡的波峰(图1),波峰出现于碲波之后且与碲量有一定关系,即使没有硫脲存在也可产生催化波(图2)。     

锑(Ⅲ)的氢催化波

华惠珍等曾研究过锑的氢催化波,发现在含0.4M氯化钠,0.2M盐酸或3.6V磷酸的钴盐溶液中均有锑的氢催化波。其主要研究的体系是在pH 2时的0.4M硫酸钠,10~(-4)M硫酸钴溶液。作者研究了盐酸、钴盐体系中的氢催化波,发现盐酸浓度在0.5—10M之间,在一定的锑量和钴盐浓度时均能产生氢催化波。由于盐酸对某些物质的可溶性和省却调节pH值等优点,在该一底液中的锑的氢催化波是有利于分析上应用的。在测定0.05—1微克锑/毫升时,最宜的测定条件是2M盐酸,10~(-3)M氯化钴、10~(-4)M溴化四丁基铵。当把盐酸浓度改为1M时,可测0.015微克锑/毫升。     

砷的氢催化波

找出三价砷在钴盐、有机酸和支持电解质三者共存下有催化波。用此催化波于测定微量砷,可达10~6M三氧化砷。在相似条件下亦得砷的催化波。本文实黩证明有机酸不存在也能得到催化波,它是钴-砷络合物催化氢离子放电的氢波。在选定的条件下灵敏度可达4·10~(-7)M砷。锑和钼也有相似的催化波。在酒石酸存在下和一定的p~H范围内可避免锑和钼的干扰。     

极谱催化波

利用催化波的极谱分析,其灵敏度特别高。一般极谱分析可测至10~(-4)M 的浓度,若用催化波可提高二、三个至四、五个数量级。但到目前为止,催化波的机理不很清楚,因而在分析中的应用也不多。1943年以来捷克斯洛伐克学派系统地研究极谱动力波,给催化波中的一种类型提供了理论的根据。我们试就文献所载,初步把催化波分为三类:氢催化波,化学反应与电极反应平行的催化波,和其他催化波,并通过具体例子加以说明,也许对扩大催化波在极谱分析中的应用和深入研究其机理有些用处。     

钴-二氮菲-硫脲体系的极谱催化波

钴离子在很多介质中都能产生灵敏的极谱催化波,如丁二酮肟-柠檬酸铵、丁二酮肟-氯化铵(pH9)、丁二酮肟-氢氧化钠-羟氨-氯化铵、EDTA-过氧化氢(pH12.9)等.我们发现钴离子在二氮菲-硫脲-乙醇胺介质中有一灵敏度很高的极谱催化波,用普通极谱仪测定的检测极限可达1×10~(10)M.本法的选择性较高,常见的共存离子中除Ni~(2 )浓度大于Go~(2 )浓度125倍、As~(3 )大于300倍时开始有干扰外,其他离子至少须1000     

钒极谱催化波的研究 Ⅰ.钒-磷酸盐体系中过氧化氢极谱催化波的研究

本文对钒(Ⅴ)在磷酸盐体系中过氧化氢的极谱催化波进行了研究。确定了催化波的分析条件为0.2MNaH_2PO_4,0.05MH_2O_2,pH=5底液中,钒(Ⅴ)浓度由1×10~(-8)—7×10~(-7)M之间与电流呈直线关系。推导了利用催化电流求电极活性络合物组成的关系式为,1/i=1/imax 1/βimax·1/[H_PO_4~-]~(n■)并求得电极活性络合物组成为H_2VO_5H_2PO_4~(2-),相应条件稳定常数β=25.2。同时求得在砷酸盐底液中电极活性络合物组成为H_2VO_5H_2AsO_4~(2-),相应β=28.3。另外由汞柱高对催化电流影响、电毛细管曲线、i-t曲线、三角波扫描图形等实验判断.认为催化电流是由VO_3·H_2PO_4~(2-)在电极上被吸附,因而催化了过氧化络合物的形成和在电极上放电。     

催化极谱法测定L-谷氨酸的应用与研究

本文提出了催化极谱法测定L-谷氨酸的新体系并建立了相应的分析方法,对体系的反应机理也进行了初步研究。实验结果表明:当体系pH为8～10,[Cu~(2 )]=5×10~(-4)M,硼砂浓度为0.04M时,L-谷氨酸于-1.10V处产生一个清晰、灵敏的催化波。当其浓度为10~(-5)～10~(-6)M时,与峰高成良好的线性关系。机理实验结果证明,此波为吸附催化氢波。     

铝-铜铁试剂配合物氢催化波

在示波极谱仪上,0.5M(NH_4)_2SO_4底液中,pH=4.5时,Al~(3+)-Cup体系在-1.31V(VS.SCE)产生较大的还原电流,浓度在7.4×10~(-7)-3.0×10~(-5)M,与峰电流有线性关系。-1.31V的峰电流是Al-Cup配合物的氢催化波。在试验条件下,配合比为1:3,质子化的Al~(3+)-Cup配合物吸附于电极上还原,产生氢气。释出的配合物再从溶液中的NH~+_4获得质子,吸附于电极产生催化电流。     

钒极谱催化波的研究 Ⅱ、钒在苦杏仁酸底液中氯酸盐极谱催化波的研究

据前人钼催化波启发,我们以钒在苦杏仁酸底液中得氯酸盐催化波(图1)。催化波与pH、苦杏仁酸浓度、氯酸盐浓度的关系分别列于图2、3、4。钒浓度在3×10~(-7)M-1×1M~(-5)M范围内与电流呈线性关系。形成催化波的最宜条件为:0.0025M苦杏仁酸,0.4MNaClo_3,pH=2.7。催化波峰电流与汞柱高度(30—80厘米)无关,温度系数为5.8％(19—31℃),i—t曲线得i∝t~(0.6—0.7)。三角波扫描i-E曲线不呈峰状,均反映了动力波特性。可用Koutecky准一级平行催化反应速率常数公式进行计算。式中催化电流扩散电流。为直线且通过原点,在0.0025M苦杏仁酸0.4MNaClO_3底液中r=4秒时求得速度常数k=2.3×10~4升/克分子·秒。由电毛细管曲线和交流极谱曲线(图5、6)     

钯的极谱催化波试验及其在矿石分析中的应用

钯在氢氧化钠(0.1M)、1.2环己烷二酮二肟(1×10~(-3)M)底液中,产生一个催化波,在单扫描示波极谱仪(导数部分)上峰电位约为-1.02伏(对S.C.E.),利用此催化波可测5×10~(-5)M—5×10~(-8)M的钯,从峰电流与汞柱高度的关系,温度对峰电流的影响,表面活性物质的影响及电毛细管曲线等实验,初步认为是钯与1.2环己烷二酮二肟形成络合物的吸附催化波。     

铁-三乙醇胺与过氧化氢的催化波

本文报导铁(III)在碱性三乙醇胺中与过氧化氢的催化波。利用此催化波可以测定痕量的铁。在最宜条件下,灵敏度可达2·10~(17)M。测定了超纯盐酸和超纯二氧化硅中的铁,得到满意的结果。讨论了催化波的性质和机理。     

铱(Ⅳ)-半胱氨酸-HCI体系催化极谱氢波的研究与应用

在Ir(Ⅳ)-半胱氨酸(Cys)-HCl体系中,使用单扫描示波极谱仪,可在-0.5～-1.0V(vs.SCE)电位区间内观察到一灵敏度较高的催化极谱氢波,导数峰电流与Ir(Ⅳ)浓度在0.002～2μg/ml之间存在良好的线性关系,方法已用于二次合金样品中铱的测定。     

氰离子的极谱催化波

微量氰离子的测定在环境监测中具有重要的意义。目前广泛采用的吡啶-联苯胺比色法的检测下限约1×10~(-6)M,灵敏度不够高。离子选择电极法具有许多优点,但检测下限亦仅约1×10~(-6)M。等发现,在乙二胺-镍络合物的硼酸盐缓冲溶液(pH≈9.2)中,当有氰离子存在时,于电位为-1.8伏(对SCE)处产生极谱催化波,可用于测定微量氰离子,但灵敏度仅10~(-6)M。后来进一步提纯试剂,用示波极谱法进行测定,     

微量锑的催化极谱测定

华惠珍和林力行等曾研究过锑(Ⅲ)的氢催化波,其主要研究体系是在pH2时的0.4M硫酸钠,10~(-4)M硫酸钴溶液,或2N盐酸,10~(-3)M氯化钻,10~(-4)M溴化四丁基铵介质,但因条件较严,不宜在大量生产中采用。本文对于锑与铜铁试剂络合物在酒石酸、酒石酸钠、柠檬酸和盐酸-酒石酸钠介质中的极谱行为进行了研究,发现在上述介质中,锑(Ⅲ)与铜铁试剂络合物有一     

钒在5-Br-PADAP-H_2O_2-NaClO_3体系中的极谱催化波

2-(5-溴-2吡啶偶氮)-5-二乙氨基苯酚(5-Br-PADAP)是光度法测定钒的灵敏显色剂,而钒和5-Br-PADAP配合物的极谱催化波却未见报导。我们发现在稀硫酸介质中,V(V)-S-Br-PADAP-H_O_2-NaClO_3体系于-0.3V左右钒产生一个极灵敏的催化波,波形尖锐,对称,稳定。钒浓度在5.5×10~(-8)M-2.2×10~(-6)M间与催化电流呈线性关系本文对该催化波的性质进行了初步探讨,对影响催化波的诸因素进行了试验。用拟定的分析手续对地矿部化探标样进行测定,结果是令人满意的。     

名词浅释

在极谱分析电解过程中,由于底液中共存物质的催化作用,引起在特殊电位处所出现的极谱波。如常见的氢催化波,则系催化物质存在下在汞电极上产生氢的超电压改变而生成的氢离子还原波。由于催化波的峰电流值较大,且在一定范围内与被测物质浓度呈直线关系,因此被用来作痕量成份的分析,灵敏度一般可达10~(-6)—10~(-7)M,一些元素可测至10~(-9)—10~(-10)M。我国目前应用于矿物岩石分析工作已取得较大成效。     

碲的极谱催化波及其应用

微量碲在含有铼(Ⅶ)、铜(Ⅱ)和氯化钠的硫酸溶液中可产生一个高灵敏度的催化氢渡。试验选择了产生催化氢波的适宜条件。表明此波有明显的表面吸附和动力特征。拟定了不经预先富集分离而直接测定岩石矿物中低至10~(-6)％微量碲的方法。方法简便,灵敏且重现性好。     

SeSO_3~(2-)-IO_3~-催化波机理的研究

由于SeSO_3~(2-)在含亚硫酸钠的氨性高碘酸钾底液中能产生灵敏度高、选择性好、抗干扰性强的催化波,有时勿需分离就可直接测定多种试样中0.00x—0.000x%硒,若结合某些分离手段,还可以测定复杂试样中0.0000x—0.00000x%硒,因而得到广泛应用。但是,关于催化波机理的研究还不够深入。作者在实践中发现,用碘酸钾代替高碘酸钾,得到与上述文献相同的效果。本文对SeSO_3~(2-)-IO_3~-催化波的机理进行了研究,表明SeSO_3~(2-)-IO_3~-与SeSO_3~(2-)-IO_4~-催化波的机理完全一致,从而认为该催化波不是平行催化波或SeSO_3~(2-)吸附在汞滴表面上改变了     

超微量铂、铑连续催化极谱测定及其催化波机理的探讨

确定以1.5N H_2SO_4-1.2%NH_4Cl-0.0012M(CH_2)_6N_4-0.003%N_2H_4·H_2SO_(4)为连续测定超微量铂、铑的催化极谱体系。铂、铑在此体系中同时分别产生峰电位103V和-1.27 V(对S.C.E.)的催化氢波。利用此两催化波可检出0.01 Ppb铂和0.0025 ppb铑在确定条件下,铂的浓度在0.05～1.0ppb范围内,铑的浓度在0.0025～0.10)ppb范围内的相应催化电流与它们的浓度间有良好的线性关系。铂、铑比为200∶1及1∶10时的测定互不干扰。研究产生铑催化波的机理,证明此波是体系中六次甲基四胺水解产物甲醛与[RhCl_6]~(3-)形成的配阴离子[Rh(CH_2O)_2Cl_4]~-催化氢离子放电的结果。证明铂催化波属催化氢波,其生成机理是:六次甲基四胺水解中间产物CH_2=NH或最终产物甲醛与硫酸肼反应生成的(CH_2-X)_2与[PtCl_6]~2-构成配阴离子[Pt(CH_2=N)_2Cl_5]~-催化氢离子放电的结果,并提出具有CH_2-N基的物质可使铂产生高灵敏度的催化波。由于硫酸肼能与催化体系中水解产物甲醛作用,既形成能产生铂催化波的(CH_2=N)_2,又能控制体系中甲醛量而有利于活性配合物[Rh(CH_2O)_2Cl_4]~-的形成,从而保持铑、铂催化波的稳定性。     

微量钴的催化极谱测定

本文提出了钴(Ⅱ)-邻菲啰啉-亚硝酸根-氯化铵体系的极谱催化波,在最佳的条件下,用普通极谱仪可检测低达1×10~(-9)M钴(Ⅱ),钴(Ⅱ)浓度在3×10~(-9)～1×10~(-7)M内与波高有线性关系。试验了共存离子的干扰情况。已应用于三氧化钨及三氧化钼光谱标样中微量钴的测定,方法快速,简便,灵敏,可靠。