電分析化學(xué)法在重金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用

梁遠(yuǎn)志

【摘 要】隨著我國(guó)工業(yè)發(fā)展的越來(lái)越快，重金屬污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重。為了能夠降低重金屬離子污染問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)電化學(xué)分析法的運(yùn)用是最直接的方式。本文主要針對(duì)電分析化學(xué)法在重金屬離子檢驗(yàn)中的應(yīng)用問(wèn)題展開討論，其主要目的就是降低重金屬離子對(duì)人們生活的影響，進(jìn)而為人們的健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。文章首先從電分析化學(xué)法的概述入手，然后對(duì)點(diǎn)分析化學(xué)法的常見形式進(jìn)行分析，最后對(duì)電分析化學(xué)法在重金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用問(wèn)題展開討論。

【關(guān)鍵詞】電分析化學(xué)法；重金屬離子檢測(cè)

重金屬主要包括金、銀、銅、鐵、鉛等相對(duì)密度在4.5g/cm3金屬，而這些金屬在環(huán)境或是認(rèn)為因素的影響下以離子形式存在，則形成了重金屬離子。目前，重金屬的數(shù)量大約在59中左右。人誤食重金屬達(dá)到一定的量會(huì)導(dǎo)致中毒，嚴(yán)重會(huì)造成死亡。所以加強(qiáng)對(duì)重金屬的檢驗(yàn)與控制是確保人們安全的最直接的方式。目前，電分析化學(xué)法的運(yùn)用有效的改變了傳統(tǒng)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降暮馁M(fèi)高的缺陷，進(jìn)而使得對(duì)重金屬離子的檢驗(yàn)更加的省時(shí)省力。本文主要針對(duì)電分析化學(xué)法在重金屬檢驗(yàn)過(guò)程中的應(yīng)用形式進(jìn)行介紹，其主要內(nèi)容如下。

一、電分析化學(xué)法的概述

電分析化學(xué)法是儀器分析的重要組成部分之一。電分析化學(xué)法是以化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的一項(xiàng)分析方法。在進(jìn)行檢驗(yàn)的過(guò)程中，電分析化學(xué)法將被檢驗(yàn)的物品視作化學(xué)電池的組成部分，進(jìn)而通過(guò)觀察電池電流、電位等信息的變化來(lái)判斷重金屬離子的存在與否。

與傳統(tǒng)的檢驗(yàn)?zāi)Ｊ较啾?，電分析化學(xué)法的成本相對(duì)較低，并且檢驗(yàn)的流程相對(duì)簡(jiǎn)單，檢驗(yàn)人員只需要對(duì)儀器電信號(hào)的變化情況進(jìn)行觀察即可[1]。另外，在對(duì)電信號(hào)進(jìn)行觀察的過(guò)程中，相關(guān)的工作人員還能夠了解到電荷轉(zhuǎn)移的速率以及電流量的多少，進(jìn)而判斷出重金屬離子的量。

二、電分析化學(xué)法在重金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用形式

（一）離子選擇電極法在重金屬檢驗(yàn)中的運(yùn)用

離子選擇電極法主要就是根據(jù)重金屬離子的移動(dòng)對(duì)兩個(gè)電極的電位進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量出的數(shù)據(jù)對(duì)重金屬離子的濃度進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)將計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以此來(lái)判斷產(chǎn)品是否在安全的范圍之內(nèi)。在利用離子選擇電極的方法對(duì)重金屬離子進(jìn)行檢驗(yàn)的過(guò)程中，被檢測(cè)物品的清潔度和顏色等因素都不會(huì)對(duì)檢驗(yàn)的結(jié)果造成影響。在利用離子選擇電極法對(duì)重金屬離子進(jìn)行檢驗(yàn)的過(guò)程中，操作的流程相對(duì)簡(jiǎn)單，但其靈敏度相對(duì)較低，檢驗(yàn)過(guò)程需要耗費(fèi)較多的時(shí)間，這也是導(dǎo)致離子選擇電極法使用頻率較少的主要原因之一。

（二）極譜法在重金屬檢驗(yàn)中的運(yùn)用

極譜法主要就是將貢滴入到被檢驗(yàn)的溶液中進(jìn)行電解，并對(duì)電解過(guò)程中的電流變化情況進(jìn)行記錄，以此來(lái)判斷重金屬離子的濃度高低。目前，極譜催化波法和單掃描及脈沖記譜法是記譜法中最常用的兩種形式。其中極譜催化波法主要就是在利用化學(xué)原理和電學(xué)原理來(lái)提高檢驗(yàn)過(guò)程靈敏度的一種方法。據(jù)相關(guān)的記錄顯示，極譜催化波法最低可以檢測(cè)到1.02×10-11mol/L，這也是其能夠得到廣泛運(yùn)用的關(guān)鍵所在[2]。

而單掃描及脈沖極譜法則具有分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)、檢驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。在利用脈沖極譜法進(jìn)行重金屬離子檢驗(yàn)的過(guò)程中，被檢驗(yàn)的物品往往不需要被分離即可直接進(jìn)行檢驗(yàn)。這也就使得檢驗(yàn)的過(guò)程更加的簡(jiǎn)單，并且由于其抗干擾能力較強(qiáng)，所以對(duì)于被檢測(cè)贗品表面的附著物，并不需要檢驗(yàn)人員進(jìn)行清潔，降低了檢驗(yàn)人員的工作壓力。

（三）溶出伏安法在重金屬檢驗(yàn)中的運(yùn)用

與脈沖極譜法相似，溶出伏安法也具有分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)、檢驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。但不同的是，溶出伏安法對(duì)樣品的檢驗(yàn)主要是通過(guò)對(duì)被檢驗(yàn)物品進(jìn)行電解，待電解液溶出后，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。截止到目前為止，溶出伏安法是對(duì)重金屬檢驗(yàn)的最有效的方式。在堿性檢驗(yàn)的過(guò)程中，溶出伏安法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種離子的同時(shí)檢驗(yàn)，避免了重復(fù)檢驗(yàn)。溶出伏安法主要分為陽(yáng)極溶出伏安法和陰極溶出伏安法兩種形式。其中陰極溶出伏安法主要就是指被檢測(cè)的物體在校正電位的作用下生成難溶膜，并附著在陰極電極上，在陰極電流的作用下，難溶膜逐漸溶出的過(guò)程[3]。陰極溶出伏安法利用電氧化原理進(jìn)行電解，利用電還原原理對(duì)溶液進(jìn)行測(cè)定檢驗(yàn)。這一過(guò)程正好與陽(yáng)極溶出伏安法相反。陽(yáng)極溶出伏安法主要就是利用汞電極進(jìn)行工作。但在這一過(guò)程中，汞電極的使用同樣會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，并且，汞電極的處理姑婆城相對(duì)復(fù)雜，所以使用起來(lái)還存在一定的難度。其次，在利用汞電極進(jìn)行重金屬監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，多種重金屬相互之間會(huì)造成一定的干擾，進(jìn)而對(duì)重金屬檢驗(yàn)的結(jié)果造成一定的影響。

（四）電位溶出法在重金屬檢驗(yàn)中的運(yùn)用

電位溶出的前提是需要有穩(wěn)定的電位。其主要就是利用穩(wěn)定的電位對(duì)被檢測(cè)的物品進(jìn)行電解，進(jìn)而使其能夠全部富集在電極上，緊接著在電解溶液中加入化學(xué)試劑，使富集在電極上的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，相關(guān)的工作人員通過(guò)對(duì)溶液溶出過(guò)程中電壓的記錄來(lái)對(duì)其中的重金屬含量進(jìn)行分析[4]。

三、電化學(xué)分析法在重金屬檢驗(yàn)中的具體應(yīng)用策略

元素的形態(tài)主要就是指在進(jìn)行檢驗(yàn)的過(guò)程中對(duì)被檢驗(yàn)物品的物理和化學(xué)形態(tài)進(jìn)行分析。在現(xiàn)階段環(huán)境發(fā)展的過(guò)程中，重金屬是造成環(huán)境污染最為嚴(yán)重的因素，并且對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生著重要的影響。在現(xiàn)階段，重金屬離子的存在形式不同，所以其危害性也存在一定的差異。所以加強(qiáng)對(duì)重金屬離子的檢驗(yàn)已經(jīng)成為現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展的主要趨勢(shì)。電分析化學(xué)法的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)重金屬離子的高效、快速檢測(cè)。并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種離子的同時(shí)檢驗(yàn)，縮短了傳統(tǒng)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降臅r(shí)間。同時(shí)，電分析化學(xué)法還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)重金屬離子連續(xù)的檢測(cè)，并自動(dòng)的對(duì)其進(jìn)行分析，使得檢驗(yàn)的效率得到了大幅度的提升。

在現(xiàn)階段的重金屬離子檢驗(yàn)的過(guò)程中，電化學(xué)分析法的運(yùn)用主要是通過(guò)滴定法和溶出伏安法的結(jié)合使用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬離子更全面的檢驗(yàn)。其檢驗(yàn)的原理主要就是在溶液達(dá)到滴定終點(diǎn)之前，通過(guò)對(duì)溶液的濃度和電流的變化情況進(jìn)行觀察分析[5]。在溶液達(dá)到滴定點(diǎn)的時(shí)候，溶液中的絡(luò)合劑將火全部消失。并且在溶液過(guò)了滴定點(diǎn)之后，絡(luò)合劑的加入會(huì)使得電流逐漸的上升，以此來(lái)對(duì)溶液的漯河容量進(jìn)行測(cè)定。另外，相關(guān)的工作人還可以利用溶出伏安法對(duì)絡(luò)合物的穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)，并通過(guò)計(jì)算來(lái)確定重金屬絡(luò)合物的形態(tài)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前，重金屬污染已經(jīng)成為造成環(huán)境污染最嚴(yán)重的因素之一。對(duì)重金屬檢驗(yàn)的方式進(jìn)行創(chuàng)新，能夠有效的提高重金屬檢驗(yàn)的效率。在重金屬檢驗(yàn)的過(guò)程中，離子選擇電極法、極譜法、溶出伏安法、電位溶出法等都是電分析化學(xué)法具體的應(yīng)用形式。但目前，運(yùn)用最為廣泛的還是滴定法和溶出伏安法的結(jié)合使用，二者的結(jié)合能夠在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬的快速檢驗(yàn)。另外，電分析化學(xué)法還能夠降低傳統(tǒng)檢驗(yàn)方式的成本，進(jìn)而促進(jìn)檢驗(yàn)工作的穩(wěn)定發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 周晶. 試述電分析化學(xué)法在重金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 工程技術(shù)：引文版， 2016（2）：00019-00020.

[2] 王中榮， 魏福祥， 劉亞芹，等. 電分析化學(xué)法在重金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 河北工業(yè)科技， 2015， 32（1）：55-63.

[3] 張明娟， 李鴻君， 徐繼剛. 電化學(xué)方法在重金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用綜述[J]. 中國(guó)儲(chǔ)運(yùn)， 2013（6）：116-117.

[4] 宋怡然， 胡敬芳， 鄒小平，等. 電化學(xué)傳感器在水質(zhì)重金屬檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 傳感器世界， 2017（12）：17-23.

[5] 趙東江， 馬松艷. 電化學(xué)分析法在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 綏化學(xué)院學(xué)報(bào)， 2016（2）：141-144.