Voltamperometry

Voltamperometry adalah kaedah elektrokimia yang mengukur arus elektrod

Apa itu Voltamperometry?

The Voltamperometry Ini adalah teknik elektroanalitik yang menentukan maklumat dari spesies kimia atau analit dari arus elektrik yang dihasilkan oleh variasi potensi yang digunakan. Iaitu, potensi e (v) yang digunakan, dan masa (t), adalah pembolehubah bebas; Walaupun arus (a), pemboleh ubah bergantung.

Spesies kimia biasanya boleh menjadi elektroaktif. Ini bermaksud bahawa ia mesti kehilangan (mengoksida) atau menang (mengurangkan) elektron. Untuk tindak balas untuk memulakan, elektrod kerja mesti menyediakan potensi yang diperlukan secara teoritis oleh persamaan NERNST.

Kaedah ini digunakan secara meluas dalam proses organik, biokimia dan fizikal, terutamanya untuk menganalisis proses pengoksidaan, pengurangan atau penjerapan, antara lain.

Bagaimana Voltamperometry berfungsi?

Voltamperometry dikembangkan terima kasih kepada penciptaan Hadiah Nobel Kimia Nobel 1922, Jaroslav Heyrovsky (1890-1967). Di dalamnya, elektrod drop merkuri (EGM) sentiasa diperbaharui dan terpolarisasi.

Kekurangan analisis kaedah ini pada masa itu diselesaikan dengan penggunaan dan reka bentuk mikroelektrik lain. Ini sangat berbeza dari bahan, dari arang batu, logam mulia, berlian dan polimer, walaupun dalam reka bentuk, cakera, silinder, lembaran; Dan di samping itu, dalam cara mereka berinteraksi dengan penyelesaian: pegun atau berputar.

Semua butiran ini dimaksudkan₁). Ini berkadar dengan kepekatan analit, dan separuh kuasa e (e (e (e_1/2) untuk mencapai separuh daripada arus ini (i_1/2) adalah ciri spesies.

Oleh itu, menentukan nilai e_1/2 Dalam lengkung di mana arus yang diperoleh dengan variasi e adalah graf, yang dipanggil Voltamperaogram, Kehadiran analit dapat dikenal pasti. Iaitu, setiap analit, memandangkan syarat eksperimen, akan mempunyai nilai sendiri E_1/2.

Dapat melayani anda: titik kesetaraan

Voltamperometric Wave

Di Voltamperometry kami bekerja dengan banyak graf. Yang pertama adalah lengkung e vs. t, yang membolehkan anda memantau perbezaan potensi yang digunakan sebagai fungsi masa.

Tetapi pada masa yang sama, litar elektrik merekodkan nilai c yang dihasilkan oleh analit ketika kehilangan atau memperoleh elektron di sekitar elektrod.

Kerana elektrod dipolarisasi, kurang analit dapat disebarkan dari pangkuan penyelesaiannya. Sebagai contoh, jika elektrod mempunyai caj positif, spesies x^- Dia akan tertarik dengan ini dan akan memimpinnya untuk tarikan elektrostatik semata -mata.

Tetapi x^- tidak bersendirian: ada ion lain yang terdapat di persekitaran anda. Beberapa kation m⁺ Mereka boleh menghalang jalan mereka ke elektrod dengan mencarinya dalam "kelompok" caj positif; Dan juga, anion n^- Mereka boleh dicuri di sekitar elektrod dan mencegah x^- Saya sampai kepadanya.

Jumlah fenomena fizikal ini menyebabkan semasa hilang, dan ini diperhatikan dalam c vs. E dan bentuknya serupa dengan s, yang dipanggil sigmoid borang. Lengkung ini dikenali sebagai gelombang voltamperometrik.

Instrumentasi

Elektrod dalam Voltamperometry. Sumber: Wikimedia Commons

Instrumentasi voltamperometri berbeza mengikut analit, pelarut, jenis elektrod dan aplikasi. Tetapi, sebahagian besar daripada mereka didasarkan pada sistem yang terdiri daripada tiga elektrod: salah satu kerja (1), tambahan (2) dan rujukan (3).

Elektrod rujukan utama yang digunakan ialah elektrod Calomenanos (ECS). Ini, bersama -sama dengan elektrod kerja, membolehkan untuk mewujudkan perbezaan yang berpotensi, kerana potensi elektrod rujukan tetap berterusan semasa pengukuran.

Boleh melayani anda: selenium: sejarah, sifat, struktur, mendapatkan, kegunaan

Sebaliknya, elektrod tambahan bertanggungjawab untuk mengawal beban yang dilalui ke elektrod kerja, untuk mengekalkannya dalam nilai yang boleh diterima. Pemboleh ubah bebas, perbezaan potensi yang digunakan, adalah yang diperolehi oleh jumlah potensi elektrod kerja dan rujukannya.

Jenis Voltamperometry

Dalam imej artikel grafik ditunjukkan. t, juga dipanggil gelombang berpotensi untuk voltamperometri imbasan linear.

Dapat dilihat bahawa seiring berjalannya waktu, potensi kenaikan. Sebaliknya, sapuan ini menghasilkan lengkung jawapan, atau voltamperaogram c vs. E, yang bentuknya akan menjadi sigmoid. Titik akan datang di mana tanpa mengira bagaimana ia meningkat, tidak akan ada peningkatan semasa.

Jenis lain voltamperometri dapat disimpulkan dari graf ini, mengubah suai gelombang yang berpotensi. t dengan denyutan berpotensi tiba -tiba berikutan corak tertentu. Setiap corak dikaitkan dengan jenis voltamperometri, dan merangkumi teori dan keadaan eksperimennya sendiri.

Voltamperometry Pulse

Dalam jenis voltamperometri ini, anda boleh menganalisis campuran dua atau lebih analit yang e e_1/2 sangat dekat antara satu sama lain.

Oleh itu, analit dengan e_1/2 daripada 0.04v dapat dikenal pasti dalam syarikat yang lain dengan e_1/2 daripada 0.05v. Semasa dalam voltamperometri imbasan linear, perbezaannya mestilah lebih besar daripada 0.2v.

Oleh itu, terdapat kepekaan yang lebih besar dan had pengesanan yang lebih rendah; iaitu, analisis dapat ditentukan pada kepekatan yang sangat rendah.

Gelombang yang berpotensi boleh mempunyai corak yang serupa dengan tangga, tangga cenderung, dan segitiga. Yang terakhir sepadan dengan voltamperometri kitaran (CV).

Boleh melayani anda: Mengehadkan dan reagen yang berlebihan

Di CV potensi dan memohon dalam erti kata, positif atau negatif, dan kemudian, pada nilai tertentu E dalam satu masa, potensi yang sama tetapi dalam erti kata yang bertentangan adalah semula. Semasa mengkaji voltampeogram yang dihasilkan, maksimum mendedahkan kehadiran perantara dalam reaksi kimia.

Redisolution Voltamperometry

Ini boleh menjadi jenis anodik atau katodik. Ia terdiri daripada elektrodeposisi analit pada elektrod merkuri. Sekiranya analit adalah ion logam (seperti CD²⁺), amalgam akan dibentuk; Dan jika itu anion (seperti moo₄^2-), garam merkuri yang tidak larut.

Kemudian, denyutan yang berpotensi digunakan untuk menentukan kepekatan dan identiti spesies elektrodepos. Oleh itu, amalgam adalah redisaelve, sama seperti garam merkuri.

Aplikasi Voltamperometry

- Voltamperometri redisolusi anodik digunakan untuk menentukan kepekatan logam cecair -dissolved cecair.

- Ia membolehkan untuk mengkaji kinetik proses redoks atau penjerapan, terutamanya apabila elektrod diubahsuai untuk mengesan analit tertentu.

- Pangkalan teoritisnya telah berkhidmat untuk pembuatan biosensor. Dengan ini, kehadiran dan kepekatan molekul biologi, protein, lemak, gula, dan lain -lain boleh ditentukan.

- Akhirnya, ia mengesan penyertaan perantara dalam mekanisme tindak balas.

Rujukan

1. González m. (2010). Voltamperometry. Pulih dari: kimia.Laguia2000.com
2. Kimia dan Sains (2011). Voltamperometry. Diperolehi dari: Thequimica andlaciencia.Blogspot.com
3. Quiroga a. (2017). Voltammetry kitaran. Pulih dari: chem.Libretxts.org
4. Samuel ms. Kouves (s.F.). Teknik voltammetrik. [Pdf]. Tufts University. Pulih dari: coklat.Edu
5. Hari r. & Underwood a. Kimia Analisis Kuantitatif (Kelima ed.). Pearson Prentice Hall.