Волтаметрија шта се састоји, врсте и апликације

Тхе волтамметри је електроаналитичка техника која одређује информације о хемијској врсти или аналиту из електричних струја генерисаних варијацијом примењеног потенцијала. Односно, примењен је потенцијал Е (В) и време (т), независне променљиве; док је струја (А) зависна варијабла.

Хемијске врсте обичних морају бити електроактивне. Како то мислиш? То значи да морате изгубити (оксидирати) или добити (смањити) електроне. Да би реакција почела, радна електрода мора да обезбеди потребан потенцијал који је теоретски одређен Нернстовом једначином.

Пример волтаметрије се може видети на слици изнад. Електрода слике је направљена од карбонских влакана, која су уроњена у медијум за растварање. Допамин се не оксидира, формирајући две карбонилне групе Ц = О (десна страна хемијске једначине) уколико се не примени одговарајући потенцијал..

Ово се постиже извођењем обиласка Е са различитим вредностима, ограниченим многим факторима као што је раствор, присутни јони, иста електрода и допамин.

Варирањем Е са временом добијају се два графикона: први Е вт (плави троугао), а други, одговор Ц вс т (жути). Њени облици су карактеристични за одређивање допамина у условима експеримента.

Индек

• 1 Шта је волтаметрија??
  • 1.1 Волтамметријски талас
  • 1.2 Инструментатион
• 2 Типови
  • 2.1 Пулсна волтаметрија
  • 2.2 Волтамметрија редолуције
• 3 Апплицатионс
• 4 Референце

Шта је волтаметрија??

Волтамметрија је развијена захваљујући проналаску поларографске технике 1922. Нобелове награде за хемију, Јарослав Хеировски. У њој се жива електрода (ЕГМ) стално обнавља и поларизује.

Аналитички недостаци овог метода у то време решени су употребом и пројектовањем других микроелектрода. Оне се веома разликују у материјалу, од угља, племенитих метала, дијаманата и полимера, до њиховог дизајна, дискова, цилиндара, листова; и такође, у начину на који они утичу на растварање: стационарни или ротациони.

Сви ови детаљи имају за циљ да фаворизују поларизацију електроде, која узрокује пропадање забележене струје познате као граница струје (и)₁). Ово је пропорционално концентрацији аналита и пола снаге Е (Е_1/2) до половине наведене струје (и_1/2) је карактеристична за врсту.

Затим, одређивање вредности Е_1/2 у кривој где је приказана струја добијена са варијацијом Е, назива се волтамперограм, Присуство аналита се може идентификовати. То значи да ће сваки аналит, с обзиром на услове експеримента, имати своју вриједност Е_1/2.

Волтамметриц ваве

У волтаметрији радимо са много графова. Прва је крива Е вс т, која омогућава праћење потенцијалних разлика које се примењују као функција времена.

Али у исто време, електрични круг региструје вредности Ц које производи аналит приликом губитка или добијања електрона у близини електроде.

Пошто је електрода поларизована, мање аналита може да дифундује из језгра раствора у њега. На пример, ако електрода има позитиван набој, врста Кс^- биће привучени њиме и биће усмерени ка њој само електростатичком привлачношћу.

Али Кс^- нисте сами: у вашем окружењу постоје други иони. Неки катиони М⁺ могу да ометају свој пут до електроде тако што ће је затворити у "гроздове" позитивних набоја; и исто тако, аниони Н^- може се намотати око електроде и спречити Кс^- Дођите до њега.

Збир ових физичких феномена узрокује губитак струје, а то се види у кривој Ц вс Е и његов облик сличан оном С, који се зове сигмоидна форма. Ова крива је позната као волтаметријски талас.

Инструментатион

Инструментација волтаметрије варира у зависности од аналита, растварача, типа електроде и примене. Међутим, већина њих је заснована на систему који се састоји од три електроде: једна радна (1), помоћна (2) и референтна (3).

Главна референтна електрода која се користи је каломелна електрода (ЕЦС). Ово, заједно са радном електродом, омогућава да се утврди разлика потенцијала ΔЕ, будући да потенцијал референтне електроде остаје константан током мерења.

С друге стране, помоћна електрода је одговорна за управљање оптерећењем које прелази на радну електроду, како би се задржала унутар прихватљивих Е вриједности. Независна варијабла, разлика у примењеном потенцијалу, је она добијена сумом потенцијала радне и референтне електроде.

Типови

Горња слика приказује графикон Е вс т, који се назива и потенцијални талас за линеарну волтаметрију.

Може се приметити да како време пролази, потенцијал се повећава. Заузврат, ова измена генерише криву одговора или волтамперограм Ц вс Е чији ће облик бити сигмоидан. Доћи ће до тачке у којој, без обзира колико Е расте, неће бити повећања струје.

Из овог графикона могу се извести други типови волтаметрије. Како? Модификовање потенцијалних таласа Е вс т путем изненадних импулса потенцијала који следе одређене обрасце. Сваки узорак је повезан са типом волтаметрије и укључује сопствену теорију и експерименталне услове.

Пулсе волтамметри

У овом типу волтаметрије могу се анализирати мешавине два или више аналита чије вредности Е_1/2 Врло су близу једна другој. Дакле, аналит са Е_1/2 0.04В се може идентификовати у друштву другог са Е_1/2 од 0.05В. Док је у линеарној волтаметријској методи, разлика мора бити већа од 0.2В.

Према томе, постоји већа осетљивост и ниже границе детекције; то јест, аналити се могу одредити у врло ниским концентрацијама.

Потенцијални таласи могу имати сличне степенице, стрме степенице и трокуте. Ово последње одговара цикличној волтаметрији (ЦВ за акроним на енглеском, прва слика).

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

Волтамметрија редолуције

Ово може бити анодног или катодног типа. Састоји се од електродепозиције аналита на живиној електроди. Ако је аналит метални јон (као што је Цд)²⁺), формираће се амалгам; и ако је анион, (као МоО₄^2-) нерастворна со.

Затим се примењују импулси потенцијала да би се одредила концентрација и идентитет електродистрибуираних врста. Тако се амалгам поново раствара, као и соли са живом.

Апплицатионс

-Волтаметрија анодне редолуције користи се за одређивање концентрације метала растворених у течности.

-Омогућава проучавање кинетике процеса редокс или адсорпције, нарочито када су електроде модификоване да детектују одређени аналит.

-Његова теоријска основа служи за производњу биосензора. Са овим се може одредити присуство и концентрација биолошких молекула, протеина, масти, шећера итд.

-Коначно, он открива учешће посредника у механизмима реакције.

Референце

1. Гонзалез М. (22. новембар 2010). Волтамметри Добављено из: куимица.лагуиа2000.цом
2. Гомез-Биедма, С., Сориа, Е., & Виво, М ... (2002). Електрохемијска анализа Јоурнал оф Биологицал Диагностицс, 51 (1), 18-27. Опорављено од сциело.исциии.ес
3. Цхемистри анд Сциенце (18. јул 2011). Волтамметри Опорављено од: лакуимицаилациенциа.блогспот.цом
4. Куирога А. (16. фебруар 2017.). Цицлиц Волтамметри. Преузето са: цхем.либретектс.орг
5. Самуел П. Коунавес. (с.ф.). Волтамметриц Тецхникуес. [ПДФ] Туфтс Университи. Добављено из: бровн.еду
6. Даи Р. & Ундервоод. Куантитативе Аналитицал Цхемистри (пети ред.). ПЕАРСОН Прентице Халл.