Voltammetria, milyen összetételű, típusok és alkalmazások

az voltammetriát olyan elektromágneses technika, amely meghatározza az alkalmazott potenciál változása által generált elektromos áramoktól származó kémiai anyag vagy analit információját. Ez azt jelenti, hogy az alkalmazott E (V) potenciál és az idő (t) a független változók; míg az aktuális (A), a függő változó.

A közönséges vegyi anyagoknak elektroaktívnak kell lenniük. Mit jelent? Ez azt jelenti, hogy el kell veszítenie (oxidálnia) vagy erősítenie (csökkenteni) az elektronokat. A reakció megkezdéséhez a munkaelektródnak meg kell adnia a Nernst-egyenlet által elméletileg meghatározott szükséges potenciált.

A voltammetria példája a fenti képen látható. A kép elektródája szénszálból készül, amely az oldódási közegbe merül. A dopamin nem oxidálódik, két karbonilcsoportot alkotva C = O (a kémiai egyenlet jobb oldala), kivéve, ha a megfelelő potenciált alkalmazzuk.

Ezt úgy érjük el, hogy E értéket különböző értékekkel hajtunk végre, amelyet számos tényező korlátoz, például az oldat, a jelen lévő ionok, ugyanaz az elektróda és a dopamin..

Az E időbeli változásával két gráfot kapunk: az első E v t (a kék háromszög), a második pedig a válasz C vs t (sárga). Formái jellemzőek a dopamin meghatározására a kísérleti körülmények között.

index

• 1 Mi a voltammetria??
  • 1.1 Voltametrikus hullám
  • 1.2
• 2 típus
  • 2.1 Impulzusoltaméter
  • 2.2. Újraoldódás feszültségmérése
• 3 Alkalmazások
• 4 Referenciák

Mi az a voltammetria??

A Voltammetriát a polarográfiai technika találmányának köszönhetően fejlesztették ki az 1922-es kémiai Nobel-díjjal, Jaroslav Heyrovsky. Ebben a higanycsepp elektróda (EGM) folyamatosan megújul és polarizálódik.

Ennek az eljárásnak az analitikai hiányosságait más mikroelektródák alkalmazásával és tervezésével oldottuk meg. Ezek nagymértékben eltérnek a széntől, nemesfémektől, gyémántoktól és polimerektől, a kialakításig, a lemezektől, a hengerektől, a lapoktól; és azt is, hogy hogyan hatnak egymással az oldódással: álló vagy forgó.

Mindezek a részletek az elektród polarizációjának elősegítésére szolgálnak, ami a rögzített áramerősségnek a határáramként (i₁). Ez arányos az analit koncentrációjával és az E (E_1/2) az áram felének eléréséhez (i_1/2) a fajra jellemző.

Ezután határozzuk meg az E értékeket_1/2 a görbe, ahol az E variációval kapott áramot ábrázoljuk, hívjuk voltammogrammal, Az analit jelenléte azonosítható. Ez azt jelenti, hogy a kísérlet feltételeit figyelembe véve minden egyes elemnek saját értéke lesz E_1/2.

Voltammetrikus hullám

A voltammetriában sok grafikával dolgozunk. Az első az E görbe görbe, amely lehetővé teszi az idő függvényében alkalmazott potenciális különbségek nyomon követését.

Ugyanakkor ugyanakkor az elektromos áramkör regisztrálja az analit által előállított C értékeket, amikor az elektródok elvesztése vagy elvesztése az elektróda közelében van..

Mivel az elektróda polarizált, kevesebb analit képződik a megoldás magjától. Például, ha az elektróda pozitív töltéssel rendelkezik, akkor az X faj^- vonzódni fog rajta, és csak az elektrosztatikus vonzódás irányába fogja irányítani.

De X^- nem vagy egyedül: vannak más ionok a környezetedben. Néhány kation M⁺ a pozitív töltések „klaszterei” beillesztésével akadályozhatják az elektróda útját; és hasonlóképpen az N anionok^- az elektróda körül tekercselhető és megakadályozható az X^- jöjjön hozzá.

Ezeknek a fizikai jelenségeknek az összege elveszíti az áramot, és ezt a C-E görbe görbéjében és az S-hez hasonló formájú sigmoid formában megfigyeljük. Ezt a görbét volametrikus hullámnak nevezzük.

hangszerelés

A voltammetria mérése az analit, az oldószer, az elektród típus és az alkalmazás függvényében változik. Ezek nagy többsége azonban három elektródából álló rendszeren alapul: egy munka (1), kiegészítő (2) és a referencia (3).

A fő referenciaelektród a kalomel elektróda (ECS). Ez a munkaelektróddal együtt lehetővé teszi az ΔE potenciális különbség megállapítását, mivel a referenciaelektród potenciálja állandó marad a mérések során..

Másrészről a segédelektród felelős a terhelésnek a munkaelektródhoz való vezetéséért annak érdekében, hogy az elfogadható E-értéken belül maradjon. A független változó, az alkalmazott potenciál különbsége az, amit a munka- és referenciaelektródok potenciáljának összege adja.

típus

A felső képen az E vs t grafikon látható, amelyet lineáris sweep voltammetria potenciális hullámának is neveznek.

Megfigyelhető, hogy az idő múlásával a potenciális növekedés. Ez a sweep viszont egy válasz görbét vagy voltamperogram C-t generál, amelynek alakja sigmoid lesz. Lesz egy pont, ahol, függetlenül attól, hogy mennyi E nő, nem fog növekedni az áram.

Ebből a grafikonból más típusú voltammetria következtethető. Hogyan? A potenciális hullám E módosítása bizonyos mintákat követő potenciális potenciális impulzusokkal. Mindegyik minta a voltammetria típusához kapcsolódik, és magában foglalja saját elméletét és kísérleti körülményeit.

Impulzus voltaméter

Az ilyen típusú voltammetria két vagy több analit keverékét elemezheti, amelyek E értéke_1/2 Nagyon közel vannak egymáshoz. Tehát egy analit E-vel_1/2 0,04V azonosítható egy másik vállalatnál egy E-vel_1/2 0,05 V. A lineáris sweep voltammetriában a különbségnek 0,2 V-nál nagyobbnak kell lennie.

Ezért nagyobb érzékenység és alacsonyabb detektálási határok vannak; azaz az analitokat nagyon alacsony koncentrációban lehet meghatározni.

A lehetséges hullámok lépcsőszerű minták, meredek lépcsők és háromszögek lehetnek. Ez utóbbi megfelel a ciklikus voltammetriának (az angol nyelvű rövidítés CV-je, első kép).

Az önéletrajzban az E potenciált értelemben, pozitívan vagy negatívan alkalmazzuk, majd egy bizonyos E értéknél t időpontban ugyanazt a potenciált alkalmazzuk újra, de ellenkező irányba. A generált voltammogrammok tanulmányozása során a maximumok kémiai reakcióban jelzik a közvetítők jelenlétét.

Újraoldódás feszültségmérése

Ez lehet anódos vagy katódos. Ez az elem elemét egy higanyelektródon állítja elő. Ha az analit fémion (például Cd),²⁺) egy amalgám képződik; és ha ez anion, (mint a MoO₄^2-) oldhatatlan higany sót.

Ezután potenciális impulzusokat alkalmazunk az elektrodepozitált fajok koncentrációjának és azonosságának meghatározására. Így az amalgám újra feloldódik, valamint a higany sók.

alkalmazások

-A folyadékban oldott fémek koncentrációjának meghatározására az anódos újraszolvadás feszültségmérőjét alkalmazzuk.

-Lehetővé teszi a redox- vagy adszorpciós folyamatok kinetikájának tanulmányozását, különösen akkor, ha az elektródákat egy specifikus analit kimutatására módosítják.

-Elméleti alapja a bioszenzorok gyártására szolgál. Ezekkel meghatározható a biológiai molekulák, fehérjék, zsírok, cukrok stb. Jelenléte és koncentrációja.

-Végül észleli a közvetítők részvételét a reakciómechanizmusokban.

referenciák

1. González M. (2010. november 22.). Voltammetria. A lap eredeti címe: quimica.laguia2000.com
2. Gómez-Biedma, S., Soria, E. és Vivó, M ... (2002). Elektrokémiai elemzés Journal of Biological Diagnostics, 51 (1), 18-27. A scielo.isciii.es
3. Kémia és tudomány (2011. július 18.). Voltammetria. Helyreállítás: laquimicaylaciencia.blogspot.com
4. Quiroga A. (2017. február 16.). Ciklikus Voltammetria. Lap forrása: chem.libretexts.org
5. Samuel P. Kounaves. (N.d.). Voltammetriás technikák. [PDF]. Tufts Egyetem. A lap eredeti címe: brown.edu
6. R. és Underwood A. Kvantitatív analitikai kémia (ötödik kiadás). PEARSON Prentice Hall.