Voltammetrija je sestavljena iz, vrste in aplikacije



The voltametrija je elektroanalitična tehnika, ki določa informacije o kemični vrsti ali analitu iz električnih tokov, ki nastanejo zaradi spremembe uporabnega potenciala. To pomeni, da je uporabljen potencial E (V) in čas (t) neodvisne spremenljivke; medtem ko je tok (A), odvisna spremenljivka.

Kemične vrste navadnih snovi morajo biti elektroaktivne. Kaj misliš s tem? To pomeni, da morate izgubiti (oksidirati) ali pridobiti (zmanjšati) elektrone. Za začetek reakcije mora delovna elektroda zagotoviti potreben potencial, ki je teoretično določen z Nernstovo enačbo.

Primer voltametrije je prikazan na zgornji sliki. Elektroda slike je izdelana iz ogljikovih vlaken, ki so potopljena v medij za raztapljanje. Dopamin se ne oksidira in tvori dve karbonilni skupini C = O (desna stran kemijske enačbe), če se ne uporabi ustrezen potencial..

To se doseže z izvajanjem čiščenja E z različnimi vrednostmi, ki jih omejujejo številni dejavniki, kot je raztopina, prisotni ioni, ista elektroda in dopamin..

S spreminjanjem E s časom dobimo dva grafa: prvi E vt (modri trikotnik) in drugi, odgovor C proti t (rumeni). Njegove oblike so značilne za določanje dopamina pri pogojih eksperimenta.

Indeks

  • 1 Kaj je voltametrija??
    • 1.1 Voltmetrični val
    • 1.2 Instrumenti
  • 2 Vrste
    • 2.1 Pulzna voltametrija
    • 2.2 Voltametrija ponovnega raztapljanja
  • 3 Aplikacije
  • 4 Reference

Kaj je voltametrija??

Voltammetrija je bila razvita po izumu polarografske tehnike, ki jo je leta 1922 podelila Nobelova nagrada za kemijo Jaroslav Heyrovsky. V njem se živosrebrna elektroda (EGM) neprestano obnavlja in polarizira.

Analitične pomanjkljivosti te metode so bile takrat rešene z uporabo in načrtovanjem drugih mikroelektrod. Te se zelo razlikujejo v materialu, od premoga, plemenitih kovin, diamantov in polimerov, do njihove oblike, diskov, valjev, listov; in tudi v načinu medsebojnega delovanja z raztapljanjem: stacionarni ali rotacijski.

Vse te podrobnosti so namenjene polarizaciji elektrode, ki povzroči razpad zabeleženega toka, znanega kot mejni tok (i).1). To je sorazmerno koncentraciji analita in polovici moči E (E)1/2) doseže polovico omenjenega toka (i1/2) je značilna za vrsto.

Nato določimo vrednosti E1/2 v krivulji, kjer je narisan tok, dobljen s spremembo E, imenovan voltamperogram, Prisotnost analita se lahko identificira. To pomeni, da bo vsak analit, glede na pogoje poskusa, imel svojo vrednost E1/2.

Voltametrični val

V voltametri delamo z mnogimi grafi. Prva je krivulja E vs t, ki omogoča sledenje potencialnim razlikam, ki se uporabljajo kot funkcija časa.

Hkrati pa električni tokokrog zabeleži vrednosti C, ki jih proizvede analit, ko izgube ali pridobijo elektrone v bližini elektrode.

Ker je elektroda polarizirana, se lahko manj analita razprši iz jedra raztopine. Na primer, če ima elektroda pozitivni naboj, vrste X- privlači ga bo in bo usmerjena nanj zgolj z elektrostatično privlačnostjo.

Toda X- niste sami: v vašem okolju so prisotni drugi ioni. Nekateri kationi M+ lahko ovirajo svojo pot do elektrode tako, da jo obdajajo v "grozde" pozitivnih nabojev; in prav tako anioni N- lahko navijete okoli elektrode in preprečite X- Pridi k njemu.

Vsota teh fizikalnih pojavov povzroči, da se tok izgubi in to opazimo v krivulji C proti E in njena oblika je podobna obliki S, ki se imenuje sigmoidna oblika. Ta krivulja je znana kot voltametrični val.

Instrumentacija

Instrumenti voltametrije se razlikujejo glede na analit, topilo, vrsto elektrode in aplikacijo. Vendar pa velika večina teh sistemov temelji na sistemu, ki ga sestavljajo tri elektrode: ena delovna (1), pomožna (2) in referenčna (3)..

Glavna uporabljena referenčna elektroda je kalomelna elektroda (ECS). To v povezavi z delovno elektrodo omogoča določitev razlike v potencialu ΔE, saj je potencial referenčne elektrode med meritvami konstanten..

Po drugi strani je pomožna elektroda odgovorna za krmiljenje obremenitve, ki prehaja na delovno elektrodo, da jo ohrani v sprejemljivih vrednostih E. Neodvisna spremenljivka, razlika v uporabnem potencialu, je tista, ki jo dobimo z vsoto potencialov delovne in referenčne elektrode.

Vrste

Zgornja slika prikazuje graf E vs t, imenovan tudi potencialni val za linearno merjenje voltametrije.

Opazimo lahko, da se sčasoma povečuje potencial. Po drugi strani pa ta pometanje ustvari krivuljo odziva ali voltamperogram C proti E, katerega oblika bo sigmoidna. Prišlo bo do točke, kjer, ne glede na to, koliko se E poveča, ne bo prišlo do povečanja toka.

Iz tega grafa lahko sklepamo o drugih vrstah voltametrije. Kako? Spreminjanje potencialnega vala E proti t s pomočjo nenadnih impulzov potenciala po določenih vzorcih. Vsak vzorec je povezan z vrsto voltametrije in vključuje lastno teorijo in eksperimentalne pogoje.

Pulzna voltimetrija

Pri tej vrsti voltametrije je mogoče analizirati mešanice dveh ali več analitov, katerih vrednosti E1/2 So zelo blizu drug drugemu. Torej, analit z E1/2 0.04V je mogoče identificirati v družbi drugega z E1/2 0.05V. Medtem ko je pri linearnem pretoku voltimetrije razlika mora biti večja od 0,2 V.

Zato je večja občutljivost in nižje meje zaznavnosti; analiti se lahko določijo pri zelo nizkih koncentracijah.

Potencialni valovi imajo lahko vzorec, podoben stopnicam, strmim stopnicam in trikotnikom. Slednje ustreza ciklični voltametriji (življenjepis za kratico v angleščini, prva slika).

V CV je potencial E uporabljen v smislu, pozitivnega ali negativnega, nato pa se pri določeni vrednosti E v času t ponovno uporabi isti potencial, vendar v nasprotni smeri. Pri proučevanju generiranih voltamogramov maksimumi razkrivajo prisotnost posrednikov v kemijski reakciji.

Voltammetrija ponovne razgradnje

To je lahko anodnega ali katodnega tipa. Sestavljen je iz elektrolitskega nanašanja analita na živosrebrni elektrodi. Če je analit kovinski ion (kot je Cd)2+), bo nastal amalgam; in če je anion, (kot MoO42-) netopna živosrebrova sol.

Nato se uporabijo impulzi potencialov za določitev koncentracije in identitete elektrodepolirane vrste. Tako se amalgam ponovno raztopi, kakor tudi soli živega srebra.

Aplikacije

-Voltametrija anodne redolucije se uporablja za določanje koncentracije kovin, raztopljenih v tekočini.

-Omogoča proučevanje kinetike redoks ali adsorpcijskih procesov, zlasti kadar so elektrode modificirane za odkrivanje določenega analita.

-Njegova teoretična osnova je služila za proizvodnjo biosenzorjev. S tem je mogoče določiti prisotnost in koncentracijo bioloških molekul, beljakovin, maščob, sladkorjev itd.

-Nazadnje ugotavlja sodelovanje posrednikov v mehanizmih odzivanja.

Reference

  1. González M. (22. november 2010). Voltametrija Vzpostavljeno iz: quimica.laguia2000.com
  2. Gómez-Biedma, S., Soria, E., in Vivó, M ... (2002). Elektrokemična analiza Journal of Biological Diagnostics, 51 (1), 18-27. Izterjano iz scielo.isciii.es
  3. Kemija in znanost (18. julij 2011). Voltametrija Izterjano od: laquimicaylaciencia.blogspot.com
  4. Quiroga A. (16. februar 2017). Ciklična voltametrija. Vzpostavljeno iz: chem.libretexts.org
  5. Samuel P. Kounaves. (s.f.). Voltammetrične tehnike. [PDF] Tuftsova univerza. Vzpostavljeno iz: brown.edu
  6. Dan R. & Underwood A. Kvantitativna analitična kemija (peta izdaja). PEARSON Prenticeova dvorana.