c) Anodic Stripping Voltammetry
Anodic stripping voltammetry (ASV) は、strip electroanalytical methods (SEAM) として知られている一連の技術のうち最も一般的なものである。 これらの方法の特徴は、分析物の検出限界を下げるために、電極表面で分析物をあらかじめ濃縮することです15。ASVでは、E0’値よりもかなりマイナスの電位をかけることで、電極に電気活性物質を蓄積させます。 通常、水銀滴下電極または水銀薄膜電極が強制対流条件下(攪拌溶液)で使用されます。 前濃縮の後、溶液を静置し(攪拌しない)、析出電位からアノード方向に電位スキャンを開始します。
ASVは、多くの金属汚染物質の微量測定に適しています。 「ストリッピングとは、金属が水銀から酸化されるときに生じる鋭い電圧波のことで、このとき多くの金属はアマルガムを形成します。 16
蒸着工程後の還元金属濃度は、一般に元の溶液濃度の 100 ~ 1000 倍になります。 析出時間は、10-7 Mの濃度の金属イオンを含む溶液で約30秒、10-10~10-11 Mの溶液で20分以上かかる17。剥離反応の校正には、各分析物の既知量を含む標準溶液が使用される。 アノード波の電流値(ピーク高さ)または電荷量(ピーク面積)は、未知量の分析対象物の定量に使用されることがある。 4464>
最も一般的には、線形電位掃引がアノードストリッピングに使用されます。 ピーク電位は各分析対象物に特徴的であり、1回の測定で複数の金属を分析できることが多い。 水銀滴下電極(HMDE)で観測されるストリッピングピーク電流は、
ここでnは酸化に関与する電子数、Aは電極面積(cm2)、Dは水銀滴内の金属の拡散係数(cm2/s)、νはスキャンレート(V/s)、CMは水銀滴内の金属濃度(mol/cm3)として表されます(25 oC時)。 Cや貴金属のような不活性な基板の表面に蒸着した水銀膜の場合、剥離ピーク電流は
ここでFはファラデー (9.65 x 104 C), Iは水銀膜厚 (cm), その他の記号は先に定義した通りである。10 M KNO3/5% HNO3 電解液の濃度 1.0 ppm と 1.0 ppb の場合の典型的な分析結果を Figure 30 (www.cypresssystems.com/Experiments/asv.html) に示す。18 1 mm グラッシーカーボン電極の表面には、濃度 30 ppm の硝酸銀が析出する過程で薄い水銀膜が形成された。 析出ステップは130秒で、最初の120秒は溶液を攪拌した。 スキャンレートは1000mV/s。
図30
ASVでは、上記の直線掃引以外の電位波形を使用すると、検出限界を向上させることが可能である。 多くは、電位ステップ後に観測される全電流の容量性(バックグラウンド)成分が、遠距離成分(t-1/2)よりも速く減衰するという事実を利用した「ステップ」メソッドである。 そのような技術の一つであるDPV (differential pulse voltammetry) は、LSVの線形 (DC) 波形の上に階段状の電位波形を重ねたものである。 最初の電流測定は、電位振幅Aの順方向ステップの前のある時間τ1 で行われ、その持続時間はWと指定されます。 次に、電位はDCランプ(青い点線)上で前のステップよりEsボルト高い点までステップバックされる。 2つの電流の差は、印加されたDC電位の関数としてプロットされる。 この方法により、電流の非ファラディック成分がほぼ除去され、S/N比が向上する。 DPPおよびその他のパルス法に関する詳細は、www.epsilon-web.net/Ec/manual…lse/pulse.html.19
カソードストリッピング分析(CSV)では、アノード堆積ステップに続いてカソード方向に電位スキャンが行われます。 CSVの用途としては、多くの有機・無機化合物や、水銀と不溶性の塩を形成するアニオンなどがあります20>。