Plik woltamperometria Jest to technika elektroanalityczna, która określa informacje o substancjach chemicznych lub analitach na podstawie prądów elektrycznych generowanych przez zmianę przyłożonego potencjału. Oznacza to, że zastosowany potencjał E (V) i czas (t) są zmiennymi niezależnymi; podczas gdy bieżąca (A), zmienna zależna.
Substancje chemiczne muszą zwykle być elektroaktywne. Co to znaczy? Oznacza to, że musi stracić (utleniać) lub zyskać (zredukować) elektrony. Aby reakcja mogła się rozpocząć, elektroda pracująca musi dostarczyć niezbędny potencjał teoretycznie określony równaniem Nernsta.
Przykład woltamperometrii można zobaczyć na powyższym obrazku. Elektroda na obrazie jest wykonana z włókien węglowych, które są zanurzone w medium rozpuszczającym. Dopamina nie utlenia się, tworząc dwie grupy karbonylowe C = O (prawa strona równania chemicznego), chyba że zostanie zastosowany odpowiedni potencjał.
Osiąga się to poprzez skanowanie E z różnymi wartościami, ograniczonymi wieloma czynnikami, takimi jak roztwór, obecne jony, ta sama elektroda i dopamina..
Zmieniając E w czasie, otrzymujemy dwa wykresy: pierwszy E v t (niebieski trójkąt), a drugi, odpowiedź C vs t (żółty). Jej formy są charakterystyczne dla oznaczania dopaminy w warunkach eksperymentu..
Indeks artykułów
Woltamperometria została opracowana dzięki wynalezieniu techniki polarografii przez laureata Nagrody Nobla z chemii w 1922 roku Jaroslava Heyrovsky'ego. W nim elektroda kropli rtęci (EGM) jest stale odnawiana i polaryzowana.
Wady analityczne tej metody w tamtym czasie zostały rozwiązane poprzez zastosowanie i zaprojektowanie innych mikroelektrod. Różnią się one ogromnie pod względem materiału, od węgla, metali szlachetnych, diamentów i polimerów, po konstrukcję, tarcze, cylindry, arkusze; a także sposób, w jaki wchodzą w interakcję z rozwiązaniem: stacjonarnie lub obrotowo.
Wszystkie te szczegóły mają sprzyjać polaryzacji elektrody, która powoduje zanik zarejestrowanego prądu zwany prądem granicznym (tj.1). Jest to proporcjonalne do stężenia analitu i połowy mocy E (E.1/2), aby osiągnąć połowę wspomnianego prądu (tj1/2) jest charakterystyczny dla tego gatunku.
Następnie określając wartości E1/2 na krzywej, na której prąd uzyskany ze zmianą E, tzw woltamperogram, można zidentyfikować obecność analitu. Oznacza to, że każdy analit, biorąc pod uwagę warunki eksperymentu, będzie miał swoją własną wartość E.1/2.
W woltamperometrii pracujesz z wieloma wykresami. Pierwszą z nich jest krzywa E vs t, która pozwala śledzić zastosowane różnice potencjałów w funkcji czasu.
Ale jednocześnie obwód elektryczny rejestruje wartości C wytwarzane przez analit w wyniku utraty lub pozyskania elektronów w pobliżu elektrody..
Ponieważ elektroda jest spolaryzowana, mniej analitu może dyfundować z roztworu do niej. Na przykład, jeśli elektroda jest naładowana dodatnio, gatunek X- będzie do niego przyciągany i będzie się do niego zbliżał przez zwykłe przyciąganie elektrostatyczne.
Ale X- Nie jesteś sam: w twoim otoczeniu obecne są inne jony. Niektóre kationy M+ mogą przeszkadzać elektrodzie, zamykając ją w „klastrach” ładunków dodatnich; i podobnie aniony N.- może zaplątać się wokół elektrody i zapobiec X- Dotarłem do niego.
Suma tych zjawisk fizycznych powoduje utratę prądu, co jest widoczne na krzywej C vs E i jej kształcie zbliżonym do litery S, zwanej sigmoidą. Ta krzywa jest nazywana falą woltamperometryczną..
Oprzyrządowanie woltamperometrii różni się w zależności od analitu, rozpuszczalnika, typu elektrody i zastosowania. Jednak zdecydowana większość z nich opiera się na układzie składającym się z trzech elektrod: jednej roboczej (1), pomocniczej (2) i referencyjnej (3)..
Główną używaną elektrodą odniesienia jest elektroda kalomelowa (ECS). To, wraz z elektrodą pracującą, umożliwia ustalenie różnicy potencjałów ΔE, ponieważ potencjał elektrody odniesienia pozostaje stały podczas pomiarów..
Z drugiej strony elektroda pomocnicza jest odpowiedzialna za kontrolowanie ładunku, który przechodzi do elektrody roboczej, aby utrzymać go w dopuszczalnych wartościach E. Zmienna niezależna, zastosowana różnica potencjałów, jest tą, którą uzyskuje się przez dodanie potencjałów elektrody roboczej i odniesienia..
Powyższy obrazek przedstawia wykres E vs t, zwany także falą potencjalną dla woltamperometrii liniowej przemiatania..
Można zauważyć, że w miarę upływu czasu potencjał rośnie. Z kolei to przemiatanie generuje krzywą odpowiedzi lub woltamperogram C vs E, którego kształt będzie sigmoidalny. Nadejdzie punkt, w którym bez względu na to, jak bardzo wzrośnie E, nie będzie wzrostu prądu.
Z tego wykresu można wywnioskować inne rodzaje woltamperometrii. W jaki sposób? Modyfikowanie fali potencjalnej E vs t poprzez nagłe impulsy potencjału zgodnie z określonymi wzorami. Każdy wzorzec jest powiązany z rodzajem woltamperometrii i obejmuje jego własną teorię i warunki eksperymentalne..
W tego typu woltamperometrii mieszaniny dwóch lub więcej analitów, których wartości E. mogą być analizowane1/2 są bardzo blisko siebie. Zatem analit z E1/2 0,04V można zidentyfikować w towarzystwie innego z literą E.1/2 0,05 V. W przypadku woltamperometrii liniowej różnica musi być większa niż 0,2 V..
Dlatego istnieje wyższa czułość i niższe granice wykrywalności; tj. anality można oznaczyć przy bardzo niskich stężeniach.
Fale potencjałów mogą mieć wzory podobne do schodów, pochyłych schodów i trójkątów. Ten ostatni odpowiada cyklicznej woltamperometrii (CV jako akronim w języku angielskim, pierwsze zdjęcie).
W CV potencjał E jest przykładany w jednym kierunku, dodatnim lub ujemnym, a następnie, przy określonej wartości E w czasie t, ponownie przykładany jest ten sam potencjał, ale w przeciwnym kierunku. Podczas badania generowanych woltamperogramów maksima ujawniają obecność pośredników w reakcji chemicznej.
Może to być typ anodowy lub katodowy. Polega na osadzaniu analitu na elektrodzie rtęciowej. Jeśli analit jest jonem metalu (takim jak Cddwa+), utworzy się amalgamat; a jeśli jest to anion (jak MoO4dwa-) nierozpuszczalna sól rtęci.
Następnie stosuje się impulsy potencjałów w celu określenia stężenia i tożsamości gatunków osadzonych elektrolitycznie. W ten sposób amalgamat jest ponownie rozpuszczany, podobnie jak sole rtęci.
-Do określania stężenia rozpuszczonych metali w płynie stosuje się anodową woltamperometrię ponownego rozpuszczania.
-Umożliwia badanie kinetyki procesów redoks lub adsorpcji, zwłaszcza gdy elektrody są modyfikowane w celu wykrycia określonego analitu.
-Jego podstawy teoretyczne wykorzystano do produkcji bioczujników. Dzięki nim można określić obecność i stężenie cząsteczek biologicznych, białek, tłuszczów, cukrów itp..
-Wreszcie wykrywa udział pośredników w mechanizmach reakcji.
Jeszcze bez komentarzy