Voltammetri ne oluşur, çeşitleri ve uygulamaları

voltametri bir kimyasal türün veya analitin bilgisini, uygulanan bir potansiyel varyasyonun ürettiği elektrik akımlarından elde eden bilgileri belirleyen bir elektroanalitik tekniktir. Yani, uygulanan potansiyel E (V) ve zaman (t) bağımsız değişkenlerdir; akım (A) ise bağımlı değişken.

Sıradan kimyasal türler elektroaktif olmalıdır. Ne demek istiyorsun? Bu, elektronları kaybetmeniz (oksitlemeniz) veya kazanmanız (azaltmanız) anlamına gelir. Reaksiyonun başlaması için, çalışma elektrotunun Nernst denklemi tarafından teorik olarak belirlenen gerekli potansiyeli sağlaması gerekir..

Yukarıdaki resimde bir voltammetri örneği görülebilir. Görüntünün elektrotu, çözünme ortamına batırılmış karbon fiberlerle yapılır. Dopamin oksitlenmez, uygun potansiyel uygulanmadıkça iki karbonil grubu C = 0 (kimyasal denklemin sağ tarafı) oluşturur.

Bu, çözelti, mevcut iyonlar, aynı elektrot ve dopamin gibi birçok faktörle sınırlı olarak farklı değerlere sahip bir E taraması gerçekleştirerek elde edilir..

Zamanla E'yi değiştirerek iki grafik elde edilir: ilk E v t (mavi üçgen) ve ikincisi C cevabı t (sarı). Formları, deney koşullarında dopamini belirlemek için karakteristiktir.

indeks

• 1 Voltammetri nedir??
  • 1.1 Voltammetrik dalga
  • 1.2 Aletler
• 2 Türleri
  • 2.1 Darbe voltametrisi
  • 2.2 Yeniden çözünmenin voltametrisi
• 3 Uygulamalar
• 4 Kaynakça

Voltammetri nedir??

Potarografi tekniğinin 1922 Nobel Kimya Ödülü, Jaroslav Heyrovsky tarafından icat edilmesi sayesinde voltametri geliştirilmiştir. İçinde cıva damla elektrotu (EGM) sürekli yenilenir ve kutuplanır.

O zaman bu yöntemin analitik eksiklikleri, diğer mikroelektrotların kullanımı ve tasarımıyla çözüldü. Bunlar madende, kömürden, asil metallerden, elmaslardan ve polimerlerden, tasarımlarına, disklere, silindirlere, tabakalara kadar çok çeşitlidir; ve ayrıca, çözülme ile etkileşime girme şekilleri: sabit veya döner.

Tüm bu ayrıntıların, sınır akımı olarak bilinen kaydedilen akımın bozulmasına neden olan elektrotun polarizasyonunu desteklemesi amaçlanmıştır (i₁). Bu, analitin konsantrasyonu ile orantılıdır ve gücün yarısı E (E)._1/2) söz konusu akımın yarısına ulaşmak için (i)_1/2) türün özelliği.

Ardından, E değerlerini belirleme_1/2 E'nin varyasyonuyla elde edilen akımın çizildiği eğride, voltamogram, Bir analitin varlığı tespit edilebilir. Yani, deneyin koşulları verilen her analit, kendi E değerine sahip olacaktır._1/2.

Voltametrik dalga

Voltammetride birçok grafikle çalışıyoruz. Birincisi, zamanın bir fonksiyonu olarak uygulanan potansiyel farklılıkları takip etmeyi sağlayan E vs t eğrisidir..

Ancak aynı zamanda, elektrik devresi, elektrotun yakınında elektronlar kaybolduğunda veya kazanırken analit tarafından üretilen C değerlerini kaydeder..

Elektrot polarize olduğundan, daha az analit, çözeltinin çekirdeğinden ona yayılabilir. Örneğin, elektrotun pozitif yükü varsa, X türü^- Elektrostatik çekicilik ile kendisine çekilecek ve yönlendirilecektir..

Ama X^- yalnız değilsiniz: çevrenizde mevcut başka iyonlar var. Bazı katyonlar M⁺ pozitif yüklerin "kümeleri" içine alarak elektrot yollarını engelleyebilirler; ve aynı şekilde, anyonlar N^- elektrot etrafına sarılabilir ve X'i önleyebilir^- ona gel.

Bu fiziksel olayların toplamı, akımın kaybolmasına neden olur ve bu, C ve E eğrisinde ve şekmoid form olarak adlandırılan bir S'ninkine benzer bir şekilde gözlenir. Bu eğri voltametrik dalga olarak bilinir.

aletler

Voltammetrinin enstrümantasyonu analite, solvente, elektrot tipine ve uygulamaya göre değişir. Ancak, bunların büyük çoğunluğu üç elektrottan oluşan bir sisteme dayanıyor: bir çalışma (1), yardımcı (2) ve referans (3).

Kullanılan ana referans elektrot calomel elektrotudur (ECS). Bu, çalışma elektrotuyla birlikte, referans elektrodun potansiyeli ölçümler sırasında sabit kaldığından, potansiyel bir ΔE potansiyel farkı oluşturulmasına izin verir..

Öte yandan, yardımcı elektrot, çalışma elektroduna geçen yükü kabul edilebilir E değerleri içinde tutmak için kontrol etmekten sorumludur. Bağımsız değişken, uygulanan potansiyeldeki fark, çalışma ve referans elektrotların potansiyellerinin toplamından elde edilen değerdir..

tip

Üstteki resim, doğrusal tarama voltametrisi için potansiyel dalga olarak da adlandırılan E'ye t grafiğini gösterir..

Zaman geçtikçe potansiyelin arttığı görülmektedir. Buna karşılık, bu tarama, şekli sigmoid olacak bir cevap eğrisi veya voltamperogram C vs E üretir. Ne kadar E artarsa ​​yükselsin, mevcut artışta olmayacak bir nokta ortaya çıkacaktır..

Bu grafikten diğer voltametri türleri çıkarılabilir. Nasıl? Potansiyel dalgası E vs t'nin, belirli kalıpları izleyen potansiyel ani darbelerle değiştirilmesi. Her model bir tür voltametri ile ilişkilidir ve kendi teorisini ve deney koşullarını içerir.

Darbe voltametrisi

Bu tip voltametride, E değerleri iki veya daha fazla analitin karışımları analiz edilebilir._1/2 Birbirlerine çok yakınlar. Yani, E ile bir analit_1/2 E ile bir başka şirkette 0.04V tanımlanabilir_1/2 0,05V. Doğrusal süpürme voltammetrisinde, fark 0,2V'den büyük olmalıdır.

Bu nedenle, daha yüksek hassasiyet ve düşük tespit sınırları vardır; yani, analitler çok düşük konsantrasyonlarda belirlenebilir.

Potansiyel dalgaların merdiven benzeri desenleri, dik merdivenleri ve üçgenleri olabilir. Sonuncusu döngüsel voltammetriye tekabül eder (İngilizce olarak kısaltması için CV, ilk görüntü).

CV'de, bir potansiyel E, pozitif veya negatif anlamda uygulanır ve daha sonra, t zamanında belirli bir E değerinde, aynı potansiyel tekrar, ancak ters yönde uygulanır. Üretilen voltammogramları incelerken, maksimum değerler kimyasal reaksiyonda aracıların varlığını ortaya çıkarır..

Yeniden çözünmenin voltametrisi

Bu, anodik veya katodik tipte olabilir. Bir analitin bir cıva elektrotuna elektrodeppozisyonundan oluşur. Analit bir metal iyonu ise (Cd gibi)²⁺), bir amalgam oluşacak; ve eğer bir anyon ise, (MoO gibi)₄^2-) çözünmeyen cıva tuzu.

Daha sonra, elektrodeppozit türlerin konsantrasyonunu ve kimliğini belirlemek için potansiyel darbeleri uygulanır. Böylece, amalgam cıva tuzlarının yanı sıra yeniden çözülür.

uygulamaları

-Anodik yeniden çözünmenin voltametrisi, akışkan içinde çözünmüş metallerin konsantrasyonunu belirlemek için kullanılır.

-Redoks kinetiği veya adsorpsiyon proseslerinin çalışılmasını sağlar, özellikle elektrotlar belirli bir analiti tespit etmek için modifiye edildiğinde.

-Teorik temeli biyosensör üretimi için hizmet vermiştir. Bunlarla biyolojik moleküllerin, proteinlerin, yağların, şekerlerin, vb. Varlığı ve konsantrasyonu belirlenebilir..

-Son olarak, aracıların reaksiyon mekanizmalarına katılımını tespit etti..

referanslar

1. González M. (22 Kasım 2010). Voltametri. Alınan kaynak: quimica.laguia2000.com
2. Gómez-Biedma, S., Soria, E. ve Vivó, M .. (2002). Elektrokimyasal analiz Biyolojik Teşhis Dergisi, 51 (1), 18-27. Scielo.isciii.es sitesinden kurtarıldı
3. Kimya ve Bilim (18 Temmuz 2011). Voltametri. Kurtarıldı: laquimicaylaciencia.blogspot.com
4. Quiroga A. (16 Şubat 2017). Döngüsel Voltammetri. Şu kaynaktan alındı: chem.libretexts.org
5. Samuel P. Kounaves. (N.D.). Voltammetrik Teknikler. [PDF]. Tufts Üniversitesi. Alınan kaynak: brown.edu
6. Gün R. & Underwood A. Kantitatif Analitik Kimya (beşinci baskı). PEARSON Prentice Hall.