ВОЛТАММЕТРИЈА: ОД ЧЕГА СЕ САСТОЈИ, ВРСТЕ И ПРИМЕНЕ - ХЕМИЈА - 2026

Волтамметри је Електроаналитичка техника која одређује информације о хемијским или аналита из електричних струја генерише варијације примењеног потенцијалних врста. Односно, примењени потенцијал Е (В) и време (т) су независне променљиве; док је струја (А) зависна променљива.

Хемијске врсте обично морају бити електроактивне. Шта то значи? То значи да мора изгубити (оксидирати) или добити (смањити) електроне. Да би реакција почела, радна електрода мора давати потребан потенцијал теоретски одређен Нернстовом једначином.

Извор: Трина36, из Викимедиа Цоммонс

Пример волтамметрије се види на горњој слици. Електрода на слици је направљена од угљеничних влакана, која је уроњена у медијум за растварање. Допамин не оксидује, формирајући две карбонилне групе Ц = О (десна страна хемијске једначине) уколико се не примени одговарајући потенцијал.

Ово се постиже скенирањем Е с различитим вредностима, ограниченим многим факторима као што су раствор, присутни јони, сама електрода и допамин.

Временом мењајући Е, добијају се два графа: први Е вт (плави троугао), а други, одговор Ц вс т (жути). Њихови облици су карактеристични за одређивање допамина у условима експеримента.

Шта је волтамметрија?

Волтамметрија је развијена захваљујући проналаску технике поларографије од стране добитника Нобелове награде за хемију из 1922. године, Јарослава Хеировскија. У њему се електрода капи живе (ЕГМ) стално обнавља и поларизира.

Аналитички недостаци ове методе су тада решени коришћењем и дизајном других микроелектрода. Они се јако разликују у материјалу, од угљеника, племенитих метала, дијаманата и полимера, до дизајна, дискова, цилиндара, лимова; као и на начин на који они делују са решењем: непомично или ротирајуће.

Сви ови детаљи намењени су фаворизовању поларизације електроде, што узрокује распад регистроване струје познат као гранична струја (и ₁ ). То је пропорционално концентрацији аналита и половина снаге Е (Е _1/2 ) за постизање половине поменуте струје (и _1/2 ) је карактеристична за врсту.

Затим, одређивањем вредности Е _1/2 у кривуљи где се црта струја добијена са променом Е, која се назива волтамперограм, може се идентификовати присуство аналита. Односно, сваки аналит, имајући у виду услове експеримента, имаће сопствену вредност Е _1/2 .

Волтамметријски талас

У волтамметрији радите са многим графовима. Прва је кривуља Е вс т, која омогућава праћење примењених разлика потенцијала као функције времена.

Али истовремено, електрични круг бележи вредности Ц произведене од аналита губљењем или добијањем електрона у близини електроде.

Пошто је електрода поларизована, мање аналита може дифундирати из раствора у њу. На пример, ако је електрода позитивно набијена, врста Кс ^- привући ће је и усмјерити према њој пуком електростатичком привлачењем.

Али Кс ^- нисте сами: у вашем окружењу постоје и други јони. Неки М ⁺ катиони могу на путу електроде да је убаце у "гроздове" позитивних наелектрисања; и исто тако, Н ^- аниони могу да се ухвате око електроде и спрече Кс ^{- да} допре до ње.

Збир ових физичких појава узрокује губитак струје, а то се примећује у кривуљи Ц вс Е и њеном облику сличном оном С, који се назива сигмоидни облик. Ова крива је позната и као волтамметријски талас.

Инструментација

Извор: Аутор Стан Ј Климас, из Викимедиа Цоммонс

Инструментација волтамметрије варира у зависности од аналита, растварача, типа електроде и примене. Али, велика већина њих заснива се на систему који чине три електроде: радна (1), помоћна (2) и референтна (3).

Главна референтна електрода је каломела (ЕЦС). Ово, заједно са радном електродом, омогућава успостављање разлике потенцијала ΔЕ, јер потенцијал референтне електроде остаје константан током мерења.

Са друге стране, помоћна електрода је задужена за контролу набоја који пролази до радне електроде, како би се задржала унутар прихватљивих вредности Е. Независна варијабла, примењена разлика потенцијала је она добијена додавањем потенцијала радних и референтних електрода.

Врсте

Извор: Аутор домдомегг, из Викимедиа Цоммонс

Горња слика приказује Е вс т заплет, који се такође назива потенцијални таласни облик за линеарну расподелу волтамметрије.

Може се видети да како време пролази, потенцијал се повећава. Заузврат, овај замах ствара кривуљу одговора или волтамперограм Ц вс Е чији ће облик бити сигмоидан. Доћи ће тачка у којој, без обзира колико се повећава Е, неће бити повећања струје.

Из ове графе се може закључити и остале врсте волтамметрије. Како? Измена потенцијалног таласа Е у односу наглим потенцијалним импулсима пратећи одређене обрасце. Сваки образац повезан је са врстом волтамметрије и обухвата сопствену теорију и експерименталне услове.

Пулсна волтамметрија

У овој врсти волтамметрије могу се анализирати смеше два или више аналита чије су вредности Е _1/2 врло близу једна другој. Тако се аналит са Е _1/2 од 0,04В може идентификовати у друштву другог са Е _1/2 од 0,05В. Док је у линеарној мети волтамметрија разлика мора бити већа од 0,2 В.

Због тога постоје веће осетљивости и ниже границе детекције; то јест, аналити се могу одредити у врло малим концентрацијама.

Таласи потенцијала могу имати степенасте узорке, нагнуте степенице и троуглове. Последње одговара цикличкој волтамметрији (ЦВ за кратицу на енглеском језику, прва слика).

У ЦВ-у се потенцијал Е примењује у једном смеру, позитивном или негативном, а затим, при одређеној вредности Е у времену т, поново се користи исти потенцијал, али у супротном смеру. Када се проучавају генерисани волтамперограми, максими откривају присуство посредника у хемијској реакцији.

Редиссолутион волтамметри

Ово може бити анодног или катодног типа. Састоји се од електродепозиције аналита на живој електроди. Ако је аналит јон метала (као што је Цд ²⁺ ), формираће се амалгам; и ако је анион, (као што је МоО ₄ ^2– ) нерастворна жива со.

Затим се примењују импулси потенцијала за одређивање концентрације и идентитета електродепонованих врста. Тако се амалгам поново раствара, баш као и живе живе.

Апликације

-Адомска поновна раствараност користи се за одређивање концентрације растворених метала у течности.

-Омогућава проучавање кинетике редок или адсорпционих процеса, посебно када су електроде модификоване да би се детектовао одређени аналит.

- Његова теоријска основа коришћена је за производњу биосензора. Са њима се може утврдити присуство и концентрација биолошких молекула, протеина, масти, шећера, итд.

- Коначно, открива учешће посредника у механизмима реакције.

Референце

1. Гонзалез М. (22. новембра 2010). Волтамметрија. Опоравак од: куимица.лагуиа2000.цом
2. Гомез-Биедма, С., Сориа, Е., & Виво, М .. (2002). Електрохемијска анализа. Часопис за биолошку дијагнозу, 51 (1), 18-27. Опоравак од сциело.исциии.ес
3. Хемија и наука. (18. јула 2011). Волтамметрија. Опоравак од: лакуимицаилациенциа.блогспот.цом
4. Куирога А. (16. фебруара 2017.). Цицлиц Волтамметри. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
5. Самуел П. Коунавес. (сф) Волтамметријске технике. . Универзитет Туфтс. Опоравак од: бровн.еду
6. Даи Р. & Ундервоод А. Квантитативна аналитичка хемија (5. изд.). ПЕАРСОН Прентице Халл.