ボルタンメトリー計測原理とは?

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ボルタメントリー計測原理とは?



ボルタメントリー計測の特徴


▼電極法だから操作が簡単
一度溶液中の重金属に電圧をかけ、作用電極に重金属を付着(メッキしたような状態)させ、この状態から電圧を変化させることによる再溶出(はがれていくときの)電流を計測します。重金属の種類、濃度により、この電圧に差が生じることを利用しています。

▼電極法だから操作が簡単
一度溶液中の重金属に電圧をかけ、作用電極に重金属を付着(メッキしたような状態)させ、この状態から電圧を変化させることによる再溶出(はがれていくときの)電流を計測します。重金属の種類、濃度により、この電圧に差が生じることを利用しています。

▼ボルタンメトリー法だから妨害を受けない
ボルタンメトリー法では、作用電極に付着するものだけが計測対象。すなわちAl、Na、Ca、Mg、Clなどの影響がありません。土壌中のヒ素分析においては、比色法に妨害する”リン”は影響せず、また、海水試料においてICPがもっとも嫌うNaやClというマトリックス成分がボルタンメトリー法では影響せず、前処理に使う時間や技術も無駄にしません。




ボルタメントリー計測のプロセス


genri_img1.gif

①サンプルカップ内には、「微量重金属」が含まれています。錯体を形成するものや、沈殿物は、酸抽出によりあらかじめ溶解しておきます。


genri_img2.gif

②サンプルカップ内には、「微量重金属」が含まれています。
電極プログラムに従い、サンプルを一度還元状態にします。
このとき、目的の重金属を含む重金属は、カーボン電極の先端に集まります。
これを「濃縮作業」と呼びます。濃縮時間により、より多くの重金属を集めることができ、この操作が「超微量」「超高感度」分析を可能にします。

ヒ素の標準濃縮時間は20秒、0.1ppbカドミウムは60秒です。


genri_img3.jpg

③その後、プログラムは自動的に計測モードへ移行します。
計測モードでは、一度還元状態にあるサンプルを徐々に酸化方向へ移行します。
このとき、図にあるように「元素」ごと、はがれていくタイミングが違ってきます。
この違いにより、目的元素の分離を前処理無く行えます。


genri_img4.gif

④カーボン電極から重金属が剥がされるとき、濃度に応じて電流(マイクロアンペア)が生じます。左のグラフを参照分離されて検出された「目的微量重金属」は、この高さにより、濃度を求めます。

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