
【化】 DME; dropping mercury electrode(DME); mercury drop electrode
滴汞電極(Dropping Mercury Electrode, DME)是電化學分析中的經典工作電極,主要用于極譜法(polarography)測量。其核心構造由汞儲液瓶、毛細玻璃管和電解池組成,汞通過毛細管周期性形成自由滴落的工作界面。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的定義,該電極通過汞滴生長-滴落循環(約3-6秒/滴)實現電極表面持續更新,消除傳統固體電極的表面污染問題。
在電化學行為方面,滴汞電極展現獨特的極化特性。當施加逐漸增大的電壓時,不同金屬離子在特定還原電位處産生擴散電流平台,這一現象被Allan Bard在《Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications》中描述為極譜波。電極表面汞滴的球面擴散模型滿足Ilkovič方程: $$ i_d = 708nD^{1/2}m^{2/3}t^{1/6}C $$ 其中n為電子轉移數,D為擴散系數,m為汞流速,t為滴落時間,C為待測物濃度。
該電極主要應用于:
曆史文獻顯示,捷克化學家Jaroslav Heyrovský于1922年發明該裝置并因此獲1959年諾貝爾化學獎。現代改進版懸汞電極(HMDE)仍廣泛應用于環境監測和藥物分析領域,美國藥典(USP)通則<801>收錄了基于DME的重金屬檢測方法。
滴汞電極是極譜法中的一種特殊指示電極,主要用于電化學分析。以下是詳細解釋:
結構組成
由玻璃毛細管(外徑3-7mm,内徑0.04-0.08mm)與貯汞瓶連接而成。汞在重力作用下通過毛細管末端形成周期性滴落的汞滴,每個汞滴直徑約0.5-1.0mm()。
工作原理
作為極化電極(通常為陰極),在電解過程中表面發生濃差極化。汞滴周期性更新使電極表面保持清潔,從而提高實驗重現性()。
主要用于極譜法分析,通過電流-電位曲線(極譜圖)對溶液中氧化/還原物質進行定量和定性檢測,例如:
使用滴汞電極需在通風環境中操作,并妥善回收廢汞()。
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