Scheikunde

Voltamperometrie

3171
799
Dewey Powlowski

Voltamperometrie is een elektrochemische methode die de stroom van een elektrode meet

Wat is voltamperometrie?

De voltamperometrie Het is een elektroanalytische techniek die informatie van een chemische of analytsoorten bepaalt uit de elektrische stromen die worden gegenereerd door de variatie van een toegepast potentieel. Dat wil zeggen, de potentiële E (v) toegepast en de tijd (t), zijn de onafhankelijke variabelen; Terwijl de stroom (a), de afhankelijke variabele.

De chemische soorten moeten normaal gesproken elektroactief zijn. Dit betekent dat het elektronen moet verliezen (oxideren) of wint (verminderen). Voor de reactie om te initiëren, moet de werkelektrode theoretisch de nodige potentiële potentiële potentiële vergelijking bieden.

Deze methode wordt veel gebruikt in anorganische, biochemie en fysische chemie, vooral om oxidatie-, reductie- of adsorptieprocessen te analyseren, onder andere.

Hoe voltamperometrie werkt?

Voltamperometrie werd ontwikkeld dankzij de uitvinding van de Nobelprijs voor Nobelchemie van 1922, Jaroslav Heyrovsky (1890-1967). Daarin wordt de Mercury Drop -elektrode (EGM) voortdurend vernieuwd en gepolariseerd.

De analytische tekortkomingen van deze methode werden op dat moment opgelost met het gebruik en het ontwerp van andere micro -elektroden. Deze variëren sterk van materiaal, van steenkool, nobele metalen, diamant en polymeren, zelfs in het ontwerp, schijven, cilinders, vellen; En bovendien, in de manier waarop ze omgaan met de oplossing: stationair of roterend.

Al deze details zijn bedoeld₁)). Dit is evenredig met de concentratie van de analyt, en de helft van het vermogen E (E (E (E_1/2) om de helft van deze stroom te bereiken (i_1/2) is kenmerkend voor de soort.

Dus het bepalen van de waarden van E_1/2 In de curve waarbij de stroom verkregen met de variatie van E grafiek wordt genoemd, genoemd voltamperaogram, De aanwezigheid van een analyt kan worden geïdentificeerd. Dat wil zeggen, elke analyt, gezien de voorwaarden van het experiment, zal zijn eigen waarde van E hebben_1/2.

Kan u van dienst zijn: gelijkwaardigheidspunt

Voltamperometrische golf

In voltamperometrie werken we met veel grafieken. De eerste is de curve e vs. t, waarmee u de potentiële verschillen kunt volgen die worden toegepast als functie van de tijd.

Maar tegelijkertijd registreert het elektrische circuit de C -waarden die door de analyt worden geproduceerd bij het verliezen of winnen van elektronen in de buurt van de elektrode.

Omdat de elektrode is gepolariseerd, kan minder analyt worden verspreid uit de boezem van de oplossing. Als de elektrode bijvoorbeeld een positieve lading heeft, soorten x^- Hij zal zich hiertoe aangetrokken voelen en zal hem leiden voor louter elektrostatische aantrekkingskracht.

Maar x^- is niet alleen: er zijn andere ionen aanwezig in uw omgeving. Sommige kationen m⁺ Ze kunnen hun weg naar de elektrode belemmeren door deze te vinden in "clusters" van positieve ladingen; En ook anionen n^- Ze kunnen rond de elektrode worden gestolen en x voorkomen^- Ik kom bij hem.

De som van deze fysieke fenomenen zorgt ervoor dat de stroom verloren gaat, en dit wordt waargenomen in de C VS. E en zijn vorm vergelijkbaar met die van een S, sigmoid vorm genoemd. Deze curve staat bekend als voltamperometrische golf.

Instrumentatie

Elektroden in voltamperometrie. Bron: Wikimedia Commons

De instrumentatie van voltamperometrie varieert afhankelijk van de analyt, oplosmiddel, type elektrode en toepassing. Maar de overgrote meerderheid van hen is gebaseerd op een systeem dat bestaat uit drie elektroden: een van de werkzaamheden (1), hulp (2) en de referentie (3).

De hoofdreferentie -elektrode is de Calomenanos -elektrode (ECS). Dit, samen met de werkelektrode, maakt het mogelijk om een potentiaalverschil vast te stellen, omdat de potentieel van de referentie -elektrode constant blijft tijdens metingen.

Kan u van dienst zijn: selenium: geschiedenis, eigenschappen, structuur, verkrijgen, gebruik

Aan de andere kant is de hulpelektrode verantwoordelijk voor het regelen van de belasting die doorgaat naar de werkelektrode, om deze binnen de acceptabele waarden te behouden. De onafhankelijke variabele, het toegepaste potentiaalverschil, is dat verkregen door de som van de potentialen van de werkelektroden en de referentie.

Soorten voltamperometrie

In de afbeelding van het artikel wordt een grafiek getoond. T, ook wel potentiële golf genoemd voor lineaire scan voltamperometrie.

Het is te zien dat naarmate de tijd verstrijkt, het potentieel toeneemt. Op zijn beurt genereert deze sweep een antwoordcurve of Voltamperaogram C vs. E, wiens vorm sigmoid zal zijn. Een punt zal komen waar, ongeacht hoe het toeneemt, er geen toename van de stroom zal zijn.

Andere soorten voltamperometrie kunnen uit deze grafiek worden afgeleid, waardoor de potentiële golf wordt gewijzigd. t door plotselinge potentiële pulsen na bepaalde patronen. Elk patroon wordt geassocieerd met een type voltamperometrie en omvat zijn eigen experimentele theorie en voorwaarden.

Pulspoltamperometrie

In dit type voltamperometrie kunt u mengsels van twee of meer analyten analyseren waarvan de e e_1/2 zijn heel dicht bij elkaar.

Dus een analyt met E_1/2van 0.04V kan worden geïdentificeerd in het gezelschap van een ander met een E_1/2van 0.05V. Terwijl in lineaire scan voltamperometrie, moet het verschil groter zijn dan 0.2V.

Daarom is er een grotere gevoeligheid en lagere detectielimieten; dat wil zeggen, analyten kunnen worden bepaald bij zeer lage concentraties.

Potentiële golven kunnen vergelijkbare patronen hebben als trappen, hellende trappen en driehoeken. De laatste komt overeen met cyclische voltamperometrie (CV).

Kan u van dienst zijn: beperkend en overmatig reagens

In de CV een potentieel en in zekere zin van toepassing, positief of negatief, en vervolgens, op een bepaalde waarde van E in een tijd, hetzelfde potentieel, maar in de tegenovergestelde zin wordt opnieuw toegepast. Bij het bestuderen van de gegenereerde voltampeogrammen onthullen de maxima de aanwezigheid van tussenpersonen in een chemische reactie.

Herisolutie voltamperometrie

Dit kan van het anodische of kathodische type zijn. Het bestaat uit de elektrodepositie van de analyt op een kwikelektrode. Als de analyt een metaalion is (zoals de CD²⁺), een amalgaam zal worden gevormd; En als het een anion is (zoals Moo₄^2-), een onoplosbaar kwikzout.

Vervolgens worden potentiële pulsen toegepast om de concentratie en identiteit van de elektrodepos -soorten te bepalen. Het amalgaam is dus redisuelve, net als Mercury -zouten.