Voltammetrija, ko tā veido, veidi un lietojumi

The voltammetrija ir elektroanalītiska metode, kas nosaka informāciju par ķīmisko vielu vai analītu no elektriskās strāvas, ko rada pielietotā potenciāla izmaiņas. Proti, pielietotais potenciāls E (V) un laiks (t) ir neatkarīgie mainīgie; kamēr pašreizējais (A), atkarīgais mainīgais.

Ķīmiskajām parastajām sugām jābūt elektroaktīvām. Ko tu domā? Tas nozīmē, ka jums ir jāzaudē (oksidē) vai jāiegūst (jāsamazina) elektroni. Lai sāktu reakciju, darba elektrodam jānodrošina vajadzīgais potenciāls, ko teorētiski nosaka Nernsta vienādojums.

Voltammetrijas piemērs ir redzams attēlā. Attēla elektrods ir izgatavots no oglekļa šķiedrām, kas iegremdējas šķīdināšanas vidē. Dopamīns nav oksidēts, veidojot divas karbonilgrupas C = O (ķīmiskā vienādojuma labā puse), ja vien netiek piemērots atbilstošs potenciāls.

Tas tiek panākts, veicot E slaucīšanu ar dažādām vērtībām, ko ierobežo daudzi faktori, piemēram, šķīdums, klātbūtie joni, tas pats elektrods un dopamīns..

Mainot E ar laiku, tiek iegūti divi grafiki: pirmais E v t (zils trijstūris) un otrais - atbilde C pret t (dzeltena). Tās formas ir raksturīgas dopamīna noteikšanai eksperimenta apstākļos.

Indekss

• 1 Kas ir voltammetrija??
  • 1.1. Voltammetriskais vilnis
  • 1.2 Instrumenti
• 2 veidi
  • 2.1. Impulsu voltammetrija
  • 2.2. Atkārtotas izšķīdināšanas volammetrija
• 3 Pieteikumi
• 4 Atsauces

Kas ir voltammetrija??

Voltammetriju izstrādāja, pateicoties polarogrāfijas tehnikas izgudrošanai ar 1922. gada Nobela prēmiju ķīmijā, Jaroslavs Heyrovskis. Tajā dzīvsudraba pilienu elektrods (EGM) tiek pastāvīgi atjaunots un polarizēts.

Šīs metodes analītiskie trūkumi tajā laikā tika atrisināti ar citu mikroelektrodu izmantošanu un dizainu. Tie ievērojami atšķiras no oglēm, cēlmetāliem, dimantiem un polimēriem, to konstrukcijām, diskiem, cilindriem, loksnēm; un arī tādā veidā, kādā tie mijiedarbojas ar šķīdināšanu: stacionāri vai rotējoši.

Visas šīs detaļas ir paredzētas, lai veicinātu elektroda polarizāciju, kas izraisa reģistrētās strāvas pazemināšanos, kas pazīstama kā ierobežojošā strāva (i₁). Tas ir proporcionāls analīta koncentrācijai un puse no jaudas E (E_1/2) lai sasniegtu pusi no strāvas (i_1/2) ir raksturīga sugai.

Tad nosakot E vērtības_1/2 līknē, kur tiek attēlota strāva, kas iegūta ar E variāciju, sauc voltamperogramma, Var noteikt analīta klātbūtni. Tas nozīmē, ka katrai analītei, ņemot vērā eksperimenta apstākļus, būs sava E vērtība_1/2.

Voltammetriskais vilnis

Voltammetrijā mēs strādājam ar daudzām diagrammām. Pirmais ir līkne E pret t, kas ļauj sekot līdzi iespējamām atšķirībām, kas tiek izmantotas kā laika funkcija.

Bet tajā pašā laikā elektriskā ķēde reģistrē analītiskās vielas radītās C vērtības, kad elektrodu zaudē vai iegūst elektrodu tuvumā..

Tā kā elektrods ir polarizēts, mazāk analīta var izkliedēties no šķīduma koda. Piemēram, ja elektrodam ir pozitīva lādiņa, suga X^- tiks piesaistīti tai un tie tiks vērsti uz to tikai ar elektrostatisku piesaisti.

Bet X^- jūs neesat vieni: jūsu vidē ir citi joni. Daži katjoni M⁺ tie var kavēt ceļu uz elektrodu, pievienojot to pozitīvu lādiņu "klasteriem"; un arī anjoni N^- var apveltīt ap elektrodu un novērst X^- nāk pie Viņa.

Šo fizisko parādību summa izraisa strāvas zudumu, un to novēro līknē C pret E un tās formu, kas ir līdzīga S, ko sauc par sigmoidu. Šī līkne ir pazīstama kā voltametriska viļņa.

Instrumenti

Voltammetrijas mērinstrumenti ir atkarīgi no analizējamās vielas, šķīdinātāja, elektroda veida un lietošanas. Bet lielākā daļa no tiem balstās uz sistēmu, kas sastāv no trim elektrodiem: viens strādā (1), palīgierīce (2) un atsauce (3)..

Galvenais izmantotais atsauces elektrods ir kalomela elektrods (ECS). Tas kopā ar darba elektrodu ļauj noteikt potenciālo starpību ΔE, jo atskaites elektroda potenciāls mērījumu laikā ir nemainīgs..

No otras puses, papildu elektrods ir atbildīgs par slodzes kontroli, kas iet uz darba elektrodu, lai saglabātu to pieļaujamās E vērtībās. Neatkarīgais mainīgais, pielietotā potenciāla atšķirība ir tā, ko iegūst, izmantojot darba un atskaites elektrodu potenciālu.

Veidi

Augšējais attēls parāda grafiku E pret t, ko sauc arī par potenciālo viļņa lineāro slaucīšanas voltammetriju.

Var novērot, ka laika gaitā potenciālais pieaugums. Savukārt šī slaucīšana ģenerē atbildes līkni vai voltamperogrammu C pret E, kuras forma būs sigmoid. Nāks punkts, kur, neatkarīgi no tā, cik daudz E palielinās, pašreizējā vērtība nepalielināsies.

No šī grafika var secināt, ka ir cita veida voltammetrija. Kā? Potenciālā viļņa E modificēšana, izmantojot pēkšņus potenciālo impulsu impulsus pēc dažiem modeļiem. Katrs modelis ir saistīts ar voltammetrijas tipu un ietver sevī pašu teoriju un eksperimentālos apstākļus.

Impulsu voltammetrija

Šāda veida voltammetrijā var analizēt divu vai vairāku analītu maisījumus, kuru vērtības ir E_1/2 Tās ir ļoti tuvu viena otrai. Tātad, analīts ar E_1/2 0.04V var identificēt cita uzņēmuma uzņēmumā ar E_1/2 0,05 V. Savukārt lineārās slaucīšanas voltammetrijā starpībai jābūt lielākai par 0,2 V.

Tāpēc ir lielāka jutība un zemākas atklāšanas robežas; ti, analīzes var noteikt ļoti zemās koncentrācijās.

Potenciālajiem viļņiem var būt kāpņu tipa, stāvas kāpnes un trijstūri. Pēdējais atbilst cikliskam voltammetrijam (CV akronīmam angļu valodā, pirmais attēls).

CV CV tiek pielietots tādā nozīmē, pozitīvā vai negatīvā, un pēc tam noteiktā E vērtībā laikā t tas pats potenciāls tiek izmantots vēlreiz, bet pretējā virzienā. Pētot ģenerētos voltammogrammas, maksimums atklāj starpnieku klātbūtni ķīmiskā reakcijā.

Atšķaidīšanas volammetrija

Tas var būt anodisks vai katodisks. Tas sastāv no analīta elektrodepozīcijas dzīvsudraba elektrodā. Ja analīts ir metāla jonu (piemēram, Cd),²⁺), tiks veidota amalgama; un ja tas ir anjons (tāpat kā MoO₄^2-) nešķīstošs dzīvsudraba sāls.

Tad tiek izmantoti potenciālu impulsi, lai noteiktu elektrodepozītu sugu koncentrāciju un identitāti. Tādējādi amalgama tiek izšķīdināta, kā arī dzīvsudraba sāļi.

Programmas

-Lai noteiktu šķidrumā izšķīdinātu metālu koncentrāciju, izmanto anodiskās atšķaidīšanas volammetriju.

-Tas ļauj izpētīt redoksu vai adsorbcijas procesu kinētiku, jo īpaši, ja elektrodi ir modificēti, lai noteiktu konkrētu analītu..

-Tās teorētiskais pamats ir kalpojis biosensoru ražošanai. Ar tiem var noteikt bioloģisko molekulu, olbaltumvielu, tauku, cukuru uc klātbūtni un koncentrāciju.

-Visbeidzot, tā atklāj starpnieku līdzdalību reakcijas mehānismos.

Atsauces

1. González M. (2010. gada 22. novembris). Voltammetrija Saturs iegūts no: quimica.laguia2000.com
2. Gómez-Biedma, S., Soria, E., un Vivó, M ... (2002). Elektroķīmiskā analīze Journal of Biological Diagnostics, 51 (1), 18-27. Atgūts no scielo.isciii.es
3. Ķīmija un zinātne (2011. gada 18. jūlijs). Voltammetrija Atgūts no: laquimicaylaciencia.blogspot.com
4. Quiroga A. (2017. gada 16. februāris). Cikliskā volammetrija. Saturs iegūts no: chem.libretexts.org
5. Samuel P. Kounaves. (s.f.). Voltammetriskās metodes. [PDF] Tufta universitāte. Saturs iegūts no: brown.edu
6. R. diena un zemūdens A. Kvantitatīvā analītiskā ķīmija (piektā redakcija). PEARSON Prentice zāle.