Woltamperometria

Woltamperometria jest metodą elektrochemiczną, która mierzy prąd elektrody

Co to jest woltamperometria?

woltamperometria Jest to technika elektroanalityczna, która określa informacje z gatunku chemicznego lub analitu z prądów elektrycznych wytwarzanych przez zmianę zastosowanego potencjału. Oznacza to, że potencjalne zastosowane E (v) i czas (t) są zmiennymi niezależnymi; Podczas gdy prąd (a), zmienna zależna.

Gatunki chemiczne powinny być zwykle elektroaktywne. Oznacza to, że musi przegrać (utleniać) lub wygrać (zmniejszyć) elektrony. Aby reakcja na zainicjowanie elektroda robocza musi zapewnić niezbędny potencjał teoretycznie przez równanie Nernst.

Ta metoda jest szeroko stosowana w nieorganicznych, biochemii i chemii fizycznej, szczególnie w celu analizy procesów utleniania, redukcji lub adsorpcji, między innymi.

Jak działa woltamperometria?

Woltamperometria została opracowana dzięki wynalezieniu nagrody Nobla Nobla Nobla z 1922 r., Jaroslava Heyrovsky'ego (1890–1967). W nim elektroda zrzutu rtęci (EGM) jest stale odnawiana i spolaryzowana.

Analityczne braki tej metody zostały rozwiązane za pomocą i projektowania innych mikroelektrod. Różnią się one znacznie od materiału, od węgla, metali szlachetnych, diamentów i polimerów, nawet w jego konstrukcji, dyskach, cylindrach, arkuszach; A ponadto, w sposób oddziałujący z rozwiązaniem: stacjonarny lub obrotowy.

Wszystkie te szczegóły są przeznaczone₁). Jest to proporcjonalne do stężenia analitu i połowy mocy e (e (e_1/2) Aby osiągnąć połowę tego prądu (i_1/2) jest charakterystyczny dla gatunku.

Tak więc określanie wartości E_1/2 W krzywej, w której prąd uzyskany ze zmiennością E jest wykresem, wywoływany Voltamperaogram, Obecność analitu można zidentyfikować. To znaczy, każdy analit, biorąc pod uwagę warunki eksperymentu, będzie miał swoją własną wartość E_1/2.

Może ci służyć: punkt równoważności

Fala woltamperometryczna

W woltamperometrii pracujemy z wieloma wykresami. Pierwszy to krzywa e vs. t, który pozwala monitorować potencjalne różnice zastosowane w funkcji czasu.

Ale jednocześnie obwód elektryczny rejestruje wartości C wytworzone przez analit podczas utraty lub zysku elektronów w pobliżu elektrody.

Ponieważ elektroda jest spolaryzowana, mniej analitów można rozprzestrzeniać z łopatki roztworu. Na przykład, jeśli elektroda ma ładunek dodatni, gatunek x^- Będzie go pociąga i poprowadzi go do zwykłego atrakcji elektrostatycznej.

Ale x^- nie jest sam: w twoim środowisku są inne jony. Niektóre kationy m⁺ Mogą utrudniać elektrodę, lokalizując ją w „klastrach” ładunków dodatnich; A także aniony n^- Można je skradzić wokół elektrody i zapobiegać x^- Dotam do niego.

Suma tych zjawisk fizycznych powoduje utratę prądu, co jest obserwowane w C vs. E i jego forma podobna do formy, zwanej formą sigmoidalną. Ta krzywa jest znana jako fala woltamperometryczna.

Oprzyrządowanie

Elektrody w woltamperometrii. Źródło: Wikimedia Commons

Oprzyrządowanie woltamperometrii zmienia się w zależności od analitu, rozpuszczalnika, rodzaju elektrody i zastosowania. Ale zdecydowana większość z nich opiera się na systemie złożonym z trzech elektrod: jednej z prac (1), pomocniczego (2) i odniesienia (3).

Główną zastosowaną elektrodą odniesienia jest elektroda Calomenanos (ECS). To, wraz z elektrodą roboczą, pozwala ustalić różnicę potencjałową ΔE, ponieważ potencjał elektrody odniesienia pozostaje stały podczas pomiarów.

Może ci służyć: selen: historia, właściwości, struktura, uzyskiwanie, użycia

Z drugiej strony elektroda pomocnicza jest odpowiedzialna za kontrolowanie obciążenia przechodzącego do elektrody roboczej, aby utrzymać go w akceptowalnych wartościach. Zmienna niezależna, zastosowana różnica potencjałów, jest uzyskana przez sumę potencjałów elektrod roboczych i odniesienie.

Rodzaje woltamperometrii

Na obrazie artykułu pokazano wykres. T, zwane również falą potencjalną do liniowej woltamperometrii skanowania.

Można zauważyć, że w miarę upływu czasu potencjalny wzrost. Z kolei ten zamiatanie generuje krzywą odpowiedzi lub woltamperaogram C vs. E, którego forma będzie sigmoidalna. Przyjdzie punkt, w którym niezależnie od tego, jak się wzrasta, nie nastąpi wzrost prądu.

Inne rodzaje woltamperometrii można wywnioskować z tego wykresu, modyfikując fala potencjalną. t przez nagłe impulsy potencjalne po pewnych wzorach. Każdy wzór jest związany z rodzajem woltamperometrii i obejmuje własną teorię i warunki eksperymentalne.

Woltamperometria impulsów

W tego rodzaju woltamperometrii można analizować mieszaniny dwóch lub więcej analitów, których e e_1/2 są bardzo blisko siebie.

Zatem analit z E_1/2 0.04V można zidentyfikować w towarzystwie drugiego z E_1/2 0.05v. Podczas gdy w liniowej woltamperometrii skanowania różnica musi być większa niż 0.2v.

Dlatego istnieje większa czułość i niższe granice wykrywania; Oznacza to, że anality można określić w bardzo niskich stężeniach.

Potencjalne fale mogą mieć podobne wzory do schodów, pochyłych schodów i trójkątów. Ten ostatni odpowiada cyklicznej woltamperometrii (CV).

Może ci służyć: ograniczający i nadmierny odczynnik

W CV potencjał i zastosuj w pewnym sensie, pozytywny lub negatywny, a następnie, przy określonej wartości E w czasie, ten sam potencjał, ale w przeciwnym znaczeniu jest ponownie zastosowany. Podczas badania generowanych woltampów maksimum ujawniają obecność pośredników w reakcji chemicznej.

Woltamperometria ponowna

Może to być typu anodowego lub katodowego. Składa się z elektrodkładania analitu na elektrodzie rtęciowej. Jeśli analit jest jonem metalowym (jak CD²⁺), zostanie utworzona amalgamat; A jeśli to anion (jak moo₄^2-), nierozpuszczalna sól rtęciowa.

Następnie stosuje się potencjalne impulsy w celu określenia stężenia i tożsamości gatunków elektrodepów. Zatem amalgamat jest redisuelve, podobnie jak sole rtęciowe.

Zastosowania woltamperometrii

- Woltamperometria anodowa stosuje się do określenia stężenia metali spływających płynem.

- Pozwala zbadać kinetykę procesów redoks lub adsorpcji, szczególnie gdy elektrody są modyfikowane w celu wykrycia określonego analitu.

- Jego podstawa teoretyczna służyła do produkcji bioczujników. Za pomocą nich można określić obecność i stężenie cząsteczek biologicznych, białek, tłuszczów, cukrów itp.

- Wreszcie, wykrywa udział pośredników w mechanizmach reakcji.

Bibliografia

1. González m. (2010). Woltamperometria. Odzyskane z: chemii.Laguia2000.com
2. Chemia i nauka (2011). Woltamperometria. Pobrano z: The Quimica andlacincia.Blogspot.com
3. Quiroga a. (2017). Cykliczna woltametria. Odzyskane z: chem.Librettexts.org
4. Samuel p. Kouves (s.F.). Techniki woltametryczne. [PDF]. Tufts University. Odzyskane z: Brown.Edu
5. Dzień r. & Underwood a. Ilościowa chemia analityczna (Ed.). Pearson Prentice Hall.