阻抗滴定法测定巯基乙酸及其混合自组装膜表面酸度

    刘传银1, 2 姜灵彦2 郑 第1 李业梅1 陆光汉

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    1 (郧阳师范高等专科学校化学系,丹江口442700) 2 (华中师范大学化学学院,武汉430079)

    摘 要 采用循环伏安和交流阻抗法对巯基乙酸及其混合自组装膜的表面酸性基团的离解特性进行了研

    究, 并利用阻抗滴定曲线得出了巯基乙酸及其混合自组装膜的表面酸度。研究了混合组装电极中其他组分

    含量的变化、支持电解质的离子强度等因素对表面酸度移动的影响,用氢键作用、疏水相互作用及分子间相互

    作用对实验结果进行了解释。

    关键词 交流阻抗滴定,巯基乙酸,自组装膜,表面酸度

    2004206209收稿; 2004210222接受

    1 引 言

    自组装技术的应用将电分析化学带入了一个崭新而广阔的研究领域。自组装膜为考察电化学的一

    些基本问题,例如电子转移速率与距离的关系、界面微环境提供了较为理想的模型[ 1 ] 。选择末端可以

    解离的自组装分子而制成的自组装膜,可以方便地通过调节底液的pH值来控制膜体系的荷电状况[ 2 ] 。

    已有报道利用接触角滴定[ 4 ] 、界面电容法[ 4 ] 、化学力滴定[ 5 ] 、质量测定法[ 6 ] 、表面增强拉曼散射法[ 7 ] 、安

    培和伏安法[ 8 ]等方法测定组装膜的表面酸碱度。以上方法的研究结果表明,自组装膜的表面pKa 相对

    于溶液中的pKa 有一定的平移。杨秀荣等[ 9 ]利用电化学电容实时测定装置电容滴定法测定了巯基丙

    酸的表面酸度值,得出了与文献结果相近的表面(pKa ) 。在安培和伏安法中,常用探针离子来监测溶液

    pH对组装膜尾基的酸碱基团离解度的影响,但由于在某些情况下不能准确读出氧化还原电流值,所以

    对表面酸碱度的准确测定带来了很大困难。交流阻抗法可以较准确的判断膜表面的酸碱基团的解离程

    度,进而准确地判断出溶液pH对自组装膜表面酸碱基团离解的影响。而利用交流阻抗滴定法测定表

    面酸碱度的报道很少[ 10 ] 。本实验通过阻抗滴定法测定了巯基乙酸及其混合自组装膜的表面酸度pKa ,并对其影响因素进行了分析。实验结果表明,表面酸度较溶液中的酸度pKa 值正移约0. 5 pH单位。加

    入Mbz使表面酸度pKa 正移;在高离子强度下,表面酸度pKa 负移。利用氢键作用、分子间相互作用和 ......