Войти
Электроаналитические методы - это класс методов в аналитической химии, которые исследуют аналит с помощью измерение потенциала (вольт ) и / или тока (ампер ) в электрохимической ячейке, содержащей аналит. Эти методы можно разбить на несколько категорий в зависимости от того, какие аспекты ячейки контролируются, а какие измеряются. Три основных категории: потенциометрия (измеряется разность электродных потенциалов), кулонометрия (ток ячейки измеряется во времени) и вольтамперометрия (измеряется ток ячейки. ток измеряется при активном изменении потенциала ячейки).
Потенциометрия пассивно измеряет потенциал раствора между двумя электродами, практически не влияя на раствор в процессе. Один электрод называется электродом сравнения и имеет постоянный потенциал, а другой - индикаторный электрод, потенциал которого изменяется в зависимости от состава образца. Следовательно, разность потенциалов между двумя электродами дает оценку состава образца. Фактически, поскольку потенциометрическое измерение является неразрушающим измерением, предполагая, что электрод находится в равновесии с раствором, мы измеряем потенциал раствора. В потенциометрии обычно используются индикаторные электроды, избирательно чувствительные к интересующему иону, например фторид в селективных фторид-электродах, так что потенциал зависит исключительно от активности этого интересующего иона. Время, необходимое электроду для установления равновесия с раствором, влияет на чувствительность или точность измерения. В водной среде часто используется платина из-за ее высокой кинетики переноса электронов, хотя для улучшения кинетики переноса электронов можно использовать электрод, сделанный из нескольких металлов. Наиболее распространенным потенциометрическим электродом на сегодняшний день является электрод со стеклянной мембраной, используемый в pH-метре.
. Вариантом потенциометрии является хронопотенциометрия, которая заключается в использовании постоянного тока и измерении потенциала как функции времени. Он был инициирован Вебером.
Кулонометрия использует приложенный ток или потенциал для полного преобразования аналита из одного состояния окисления в другое. В этих экспериментах полный пропущенный ток измеряется прямо или косвенно для определения количества прошедших электронов. Зная количество прошедших электронов, можно указать концентрацию аналита или, если концентрация известна, количество электронов, перенесенных в окислительно-восстановительной реакции. Обычные формы кулонометрии включают электролиз в объеме, также известный как потенциостатическая кулонометрия или кулонометрия с контролируемым потенциалом, а также различные кулонометрические титрования.
Вольтамперометрия применяет постоянный и / или переменный потенциал на поверхности электрода и измеряет результирующий ток с помощью трехэлектродной системы. Этот метод может выявить восстановительный потенциал аналита и его электрохимическую реакционную способность. Этот метод с практической точки зрения является неразрушающим, так как только очень небольшое количество аналита расходуется на двумерной поверхности рабочего и вспомогательных электродов. На практике растворы аналита обычно утилизируют, поскольку трудно отделить аналит от объемного электролита, и для эксперимента требуется небольшое количество аналита. Обычный эксперимент может включать 1–10 мл раствора с концентрацией аналита от 1 до 10 ммоль / л. Химически модифицированные электроды используются для анализа органических и неорганических образцов.
Полярография - это подкласс вольтамперометрии, в котором в качестве рабочего электрода.
амперометрия используется ртутный электрод. термин, обозначающий всю электрохимическую технику, в которой ток измеряется как функция независимой переменной, которой обычно являются время или потенциал электрода. Хроноамперометрия - это метод, при котором ток измеряется при фиксированном потенциале в разное время с момента начала поляризации. Хроноамперометрию обычно проводят в растворе без перемешивания и на неподвижном электроде, то есть в экспериментальных условиях, избегая конвекции как массопереноса на электрод. С другой стороны, вольтамперометрия - это подкласс амперометрии, в котором ток измеряется путем изменения потенциала, приложенного к электроду. В соответствии с формой волны, которая описывает способ изменения потенциала в зависимости от времени, определяются различные методы вольтамперометрии. Недавно возникла путаница в отношении правильного использования многих терминов собственно электрохимии / электроанализа, часто из-за распространения электроаналитических методов в областях, где они представляют собой инструмент для использования, не являясь «основным направлением деятельности» исследования. Хотя электрохимики довольны этим, они призывают использовать эти термины правильно, чтобы избежать фатальных недоразумений.
