1.1 Аналитические возможности метода

Аналитические возможности метода вольтамперометрического анализа (ВА) очень широки. Существует большое количество разновидностей вольтамперометрических методов, в настоящее время насчитывается несколько сотен. Развитие этих методов анализа вызвано требованием повышения избирательности, снижения предела обнаружения, улучшение воспроизводимости [3].

ВА методы позволяют определять содержание микропримесей с пределом обнаружения 10-2 - 10-6 моль/л. Для увеличения предела чувствительности применяют ВА методы с линейной развёрткой потенциала и переменно-токовые методы, которые позволяют снизить предел обнаружения до 10-8 моль/л.

На данный момент наиболее востребованным считают метод инверсионной вольтамперометрии. которому свойственна стадия предварительного концентрирования, предшествующая собственно вольтамперометрическим измерениям: коэффициенты концентрирования возрастают до 100, а в благоприятных случаях превышают 1000. К достоинствам инверсионной вольтамперометрии (ИВ) следует отнести возможность чувствительного и селективного измерения ионного состава пробы, экспрессность и высокую степень автоматизации, возможность последовательного определения компонентов непосредственно в одной и той же пробе без удаления кислорода. В отличие от полярографии и вольтамперометрии в методе ИВ отсутствует открытая поверхность металлической ртути, используемой в качестве рабочего электрода [2]. Высокую чувствительность имеет метод анодной вольтамперометрии, в котором регистрируется анодная вольтамперометрическая кривая зависимости тока от потенциала. Предел чувствительности анодной инверсионной вольтамперометрии до 10-10 моль/л.

Наиболее перспективным методом из всех вариантов вольтамперометрии сейчас считается адсорбционная инверсионная вольтамперометрия, основанная на предварительном адсорбционном концентрировании определяемого элемента на поверхности индикаторного электрода. При использовании дифференциального импульсного режима регистрации вольтамперограммы удается достичь пределов обнаружения на уровне 10-10 - 10-11 моль/л. [2].

Аналитическое определение элементов в методе ИВ состоит из двух стадий:

- предварительное электролитическое концентрирование в объеме или на поверхности индикаторного электрода при заданном потенциале и перемешивании раствора;

- последующее растворение концентрата элемента при изменяющемся потенциале с регистрацией тока растворения (вольтамперограммы). При этом аналитический сигнал получают в виде пика тока анодного растворения.

Потенциал пика является при определенных условиях стандартной величиной и идентифицирует элемент. Высота пика - максимальный ток растворения - пропорциональна концентрации определяемого элемента, что позволяет использовать ИВ как метод количественного анализа.

В методе ИВ применяют двух- и трехэлектродные ячейки. Двухэлектродная ячейка содержит индикаторный электрод и электрод сравнения. В качестве электрода сравнения используют хлорсеребряный или каломельный электрод. Потенциал этих электродов остается постоянным при протекании тока (неполяризующийся электрод). Из-за простоты конструкции наиболее распространены хлорсеребряные электроды [8]. Применяют ртутные электроды типа «висящая капля»,а также различные варианты ртутно-пленочных (РПЭ) и ртутно-графитовых электродов (РГЭ), где подложками служат, например, благородные металлы (в случае РПЭ) или графит, стеклоуглерод. Важнейшей проблемой ИВ является регенерация поверхности индикаторного электрода. Однако если для РКЭ она обычно решается путем смены капельных электродов и автоматизированного их воспроизведения с помощью сложной аппаратуры, то в случае РГЭ наличие этой стадии эксперимента не только ухудшает метрологические характеристики измерений и затрудняет выполнение анализа, но часто препятствует самому его проведению [1].