我們知道,金屬靠其內部的自由電子導電,而電解質溶液靠其內部的離子導電,這樣,電解質稀溶液中離子的濃度與電流和電位有一定的依賴關係。1922年,前捷克斯洛伐克分析化學家海洛夫斯基,通過測定電解過程中電流電位(或電位一時間)曲線,來確定溶液中被測成分的濃度,這種分析法叫極譜法。
1924年,海洛夫斯基與誌方益三合作,製造出世界上第一台極譜儀。海洛夫斯基因上述成就而榮獲1959年度諾貝爾化學獎。
現在已經有很多種類型的極譜儀,廣泛應用在各個領域的化學分析中,測量的試樣濃度可低至105—1010摩爾,體積可小到1毫升,即使隻有1010克的被測成分也可以準確測出。
有一種控製外加電位的單掃描極譜儀,它由隨時間變化的外加直流電源、插入滴汞電極和參比電極的電解池、電位器和示波器等組成。如果用它來測定氯化鎘稀溶液的濃度,開始時電位很低,電解池中的電流很小,鎘離子和其他陽離子(如氫離子等)不能發生還原反應,電流隨外電壓增加而緩慢增加,電流——
電位曲線平直;隨著外加電壓的不斷增加,電流也增加,當外加電位達到一定值時(約-0.6伏即鎘離子的氧化還原電位),滴汞電極表麵附近的大量鎘離子很快被還原成為金屬鎘,此時的電流也隨電壓急劇地增大,電流——電位曲線陡然升高;當滴汞電極附近的鎘離子被完全還原後,從溶液中擴散到達滴汞電極表麵的鎘離子立即被還原,此時電流幾乎不再隨外加電位的增大而升高,電流——電位曲線又顯平緩,這時的電流稱為極限電流,它取決於整個溶液中鎘離子濃度。以此電流——電位曲線可以確定鎘離子濃度。如果繼續增加外加電位,達到-2伏時,電流又隨電位增加而迅速升高,此時相當於滴汞電極表麵附近的氫離子開始還原。因此,極譜儀可以一次分析幾種物質,確定各是哪種離子和各離子濃度的多少。