
【化】 single-sweep voltammetry
odd; single
【醫】 azygos; mon-; mono-; uni-
scan; scanning
【計】 fineness; scanning
【醫】 scanning
【化】 voltammetry; voltmeter-ammeter method
單掃描伏安法(Linear Sweep Voltammetry, LSV)是一種基于電化學極化原理的動态分析技術,其核心是通過對工作電極施加線性變化的電壓,同步記錄電流-電壓曲線,從而實現對溶液中電活性物質的定性與定量分析。該術語在漢英詞典中常對應"單掃描伏安法"與"linear sweep voltammetry"的雙語對照表述。
原理與操作
工作電極的電位隨時間呈線性變化(公式:$E(t) = E_i + vt$,其中$E_i$為初始電位,$v$為掃描速率),當電位達到目标物質的氧化/還原電位時,電流響應出現特征峰。峰電流與物質濃度呈正比,峰電位則用于物質識别。這種單次連續掃描模式區别于循環伏安法的多周期掃描。
主要應用領域
儀器參數優化
掃描速率(0.01-1 V/s)的選擇需平衡靈敏度和分辨率,較高速度易導緻電容電流幹擾,而低速掃描可獲得更清晰的氧化還原峰(國際純粹與應用化學聯合會《電化學術語手冊》)。
該方法因操作簡便、響應快速,被美國材料試驗協會(ASTM)納入标準測試方法(ASTM E291-04),其理論基礎可追溯至Randles-Sevčik方程的電流-電壓關系推導。
單掃描伏安法是一種基于極譜分析的電化學方法,主要用于快速測定溶液中的微量物質。其核心原理是通過施加快速線性變化的電壓,并記錄電流隨電壓變化的曲線,從而分析物質的氧化還原特性。
基本原理
在電解池中,使用滴汞電極(工作電極)和參比電極(如甘汞電極),施加隨時間線性變化的直流電壓。通過示波器或數字記錄設備觀察電流響應,形成電流-電壓曲線(即極譜圖)。被測物質在特定電壓下發生氧化或還原反應,電流出現峰值,峰位置對應物質種類,峰高反映濃度。
主要特點
應用領域
主要用于研究氧化還原過程、表面吸附現象,以及測定水相中的無機離子、有機物(如藥物、環境污染物)。改進後的技術已廣泛應用于生物醫學、環境監測等領域,并與高效液相色譜(HPLC)聯用提升分析能力。
曆史與發展
源于1922年Jaroslav Heyrovský發現的極譜現象(獲1959年諾貝爾化學獎)。20世紀60年代後,電子放大技術和電極改進顯著提高了方法的靈敏度和選擇性,使其成為現代分析化學的重要工具。
單掃描伏安法與經典伏安法的區别在于電壓掃描速度更快,且通常在單一汞滴上完成測量,減少因電極表面積變化引起的誤差。公式上,其電流響應可表示為: $$ i_p = k cdot n^{3/2} cdot D^{1/2} cdot v^{1/2} cdot c $$ 其中,(i_p)為峰電流,(v)為掃描速率,(c)為被測物濃度,其他為常數項。
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