Mindmap-Galerie Voltammetrie-Mindmap
„Instrumental Analysis Tutorial“, Peking University Press, Kapitel 13 umfasst zyklische Voltammetrie, Polarographie, Elektrodenreaktion, Stripping-Voltammetrie, Arbeitselektrodenklassifizierung usw.
Bearbeitet um 2023-11-12 21:42:57Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Voltammetrie
Stripping-Voltammetrie
Eine elektrochemische Analysemethode, die elektrolytische Anreicherungs- und Auflösungstests kombiniert
Höhere Empfindlichkeit als Polarographie
elektrolytische Anreicherung
Die Arbeitselektrode wird auf ein Potential fixiert, das einen Grenzstrom für die Elektrolyse erzeugt, und der zu messende Stoff wird an der Elektrode konzentriert.
Auflösungstest
Nach einer bestimmten Anreicherungsdauer das Rühren beenden und das Potential umgekehrt ändern. Die resultierende Strom-Potenzial-Kurve ist die Auflösungskurve, die die Form eines Peaks hat.
Anodische Stripping-Voltammetrie
Reduktion und Anreicherung, Oxidation und Auflösung
Kathodische Stripping-Voltammetrie
Oxidation und Anreicherung, Reduktion und Auflösung
Zyklische Voltammetrie
Spannungsabtastmodus: Dreieckwelle
Nach einem Dreieckwellenscan ist die erhaltene i-E-Kurve das zyklische Voltammogramm.
Die zyklische Voltammetrie ist nicht nur eine quantitative Analysemethode, sondern wird auch hauptsächlich als elektrochemische Forschungsmethode eingesetzt. Sie kann zur Untersuchung der Art, des Mechanismus und der kinetischen Parameter von Elektrodenreaktionen eingesetzt werden.
Rechteckwellen- und Pulsvoltammetrie
Rechteckwellenpolarogramm
Prinzip
Wandeln Sie die überlagerte AC-Sinuswelle in eine Rechteckwelle um, verwenden Sie einen speziellen Zeitschalter und machen Sie sich die Eigenschaft zunutze, dass der Ladestrom mit der Zeit schnell abklingt, und zeichnen Sie das AC-Polarisationsstromsignal in der späteren Zeit nach Erscheinen der Rechteckwelle auf.
Spitzenstrom
Scanmethode
Der linearen Abtastspannung wird eine Rechteckspannung mit einer Amplitude von 10 bis 30 mV und einer Frequenz von 225 bis 250 Hz (Impulsbreite von mehreren ms) überlagert und der elektrolytische Strom in dem Moment aufgezeichnet, in dem die Rechteckspannung ihre Richtung ändert.
Polarografische Rechteckstromkurve
In dem Moment, in dem die Spannung ihre Richtung ändert, nimmt der Kondensatorstrom am stärksten ab. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Elektrolytstrom gedämpft, die Dämpfungsgeschwindigkeit ist jedoch schneller als die des Kondensators. Der Strom lässt zu diesem Zeitpunkt langsam nach, wodurch der Elektrolysestrom aufgenommen werden kann Überwinden Sie den Einfluss des kapazitiven Stroms und verbessern Sie so die Empfindlichkeit.
Vorsichtsmaßnahmen
Bei der Rechteckwellenpolarographie muss kein Tensid hinzugefügt werden, um das Polarogramm zu unterdrücken. Im Gegenteil, Tensid führt zu einer Reaktion der Elektrode Es sollte blockiert sein und die elektrische Doppelschichtkapazität der Elektrode und der Lösungsoberfläche verändern, wodurch die Messung beeinträchtigt wird.
Die Reversibilität der Elektrodenreaktion hat großen Einfluss auf die Empfindlichkeit des Tests. Im Rechteckwellenpolarogramm aufgrund der Überlagerung von Hochfrequenzspannung, d. h. die Geschwindigkeit, mit der die Polarisationsspannung hinzugefügt wird, ist ziemlich hoch, sodass die Reaktionsgeschwindigkeit der Elektrode relativ hoch ist. Bei langsamen Substanzen wird die erhaltene Peakhöhe stark reduziert.
Um den kapazitiven Strom effektiv zu eliminieren, sollte der RC-Wert des Elektrolysezellenkreises viel kleiner als der Halbperiodenwert der Rechteckwelle gemacht werden. Bei einer Rechteckwellenfrequenz von 225 Hz beträgt die Halbperiode 0,002 s und der R-Wert darf im Allgemeinen nicht größer als 50 Ω sein.
Kapillarrauschen. Lärm durch Kapillarrohre. Dieses Geräusch ist um ein Vielfaches höher als das Geräusch des gesamten Instruments.
Pulspolarographie
Prinzip
Am Ende der Wachstumsphase der tropfenden Quecksilberelektrode wird eine vorgegebene Gleichspannung oder eine linear ansteigende Gleichspannung überlagert. Die Kurve, die man erhält, indem man die Amplitude oder gleiche Amplitude der Impulsspannung schrittweise erhöht und den elektrolytischen Strom am Ende jedes Impulses aufzeichnet.
konventionelle Pulspolarographie
Spannungsabtastmethode
Polarografische Kurve
Die Empfindlichkeit der konventionellen Pulspolarographie ist siebenmal so hoch wie die der DC-Polarographie.
Differenzielle Pulspolarographie
Spannungsabtastmethode
Polarografische Kurve
Warum ist die Empfindlichkeit der Pulspolarographie höher als die Empfindlichkeit der Rechteckwellenpolarographie? Da die Pulsdauer bei der Pulspolarographie 40–80 ms beträgt, ist sie länger als einige ms bei der Rechteckpolarographie. Wenn der Strom im letzten Teil des Impulses gemessen wird, werden der Kapillarrauschstrom iN und der Ladestrom ic zu diesem Zeitpunkt fast auf 0 abgeschwächt, und der Elektrolysestrom wird hauptsächlich gemessen, wodurch die Empfindlichkeit des Impulspolarogramms verbessert wird.
Elektrodenreaktion
Vorreaktion
Folgereaktion
parallele katalytische Reaktionen
extremes Spektrum
Gerätediagramm
polarographische Welle
Fehlerstromteil
Wenn die angelegte Spannung nicht die Zersetzungsspannung der Metallionen erreicht, fließt ein winziger Strom durch die Elektrolysezelle in der Lösung, der als Reststrom bezeichnet wird. Er wird durch die Reduzierung einer kleinen Menge an Verunreinigungen im Elektrolyten und in der Spur erzeugt Sauerstoff, der nicht an der Elektrode entfernt wurde.
Aktueller steigender Teil
Wenn das Potential das Ausfällungspotential von Metallionen erreicht, fällt das Metall aus und es wird ein elektrolytischer Strom erzeugt.
Diffusionsstromstufe begrenzen
Die Metallionen auf der Oberfläche des abgetropften Quecksilbers tendieren gegen Null, die Konzentrationspolarisation erreicht die Grenze, der Diffusionsstrom steigt nicht mehr mit der äußeren Spannung und die Kurve erscheint als Plateau.
Das Potential der Quecksilbertropfenelektrode, wenn der Diffusionsstrom die Hälfte des Grenzdiffusionsstroms beträgt, wird als Halbwellenpotential E1/2 bezeichnet
,
Die Besonderheit des polarographischen Verfahrens
Besonderheiten von Elektroden
Das Potential der Quecksilbertropfenelektrode ändert sich vollständig mit der angelegten Spannung und es handelt sich um eine polarisierte Elektrode.
Das Elektrodenpotential der gesättigten Kalomelelektrode kann als unverändert betrachtet werden und es handelt sich um eine depolarisierende Elektrode.
Die zu messenden Ionen gelangen aus der Lösung hauptsächlich über drei Stofftransportmethoden zur Elektrodenoberfläche:
elektrostatische Anziehung
Um einen Migrationsstrom zu erzeugen, kann eine große Menge Elektrolyt hinzugefügt werden, um die Eliminierung zu unterstützen
Konvektion der Lösung
Erzeugt Konvektionsströme, die durch Stillhalten der Lösung beseitigt werden können
Konzentrationsdiffusion
Es wird ein Diffusionsstrom erzeugt, und nur der Diffusionsstrom ist proportional zur Konzentration der zu messenden Substanz
Die Besonderheit der Elektrolysebedingungen
Die Konzentration der zu messenden Substanz sollte gering sein, die Lösung ist verdünnt und der erzeugte Elektrolysestrom sollte gering sein. Stellen Sie sicher, dass die Kalomelelektrode eine depolarisierende Elektrode und die tropfende Quecksilberelektrode eine polarisierende Elektrode ist.
Die Elektrolyse wird stationär ohne Rühren durchgeführt und der Lösung wird eine große Menge Leitelektrolyt zugesetzt
Arten polarographischer Wellen
reversible Welle
Die Elektrode reagiert schnell und die Reaktionsgeschwindigkeit ist viel höher als die Diffusionsgeschwindigkeit. Es wird gezeigt, dass jeder Punkt auf der polarographischen Welle durch die Diffusionsgeschwindigkeit gesteuert wird und die Nernst-Formel anwendbar ist.
irreversible Welle
Die Geschwindigkeit der Elektrodenreaktion ist langsamer als die Diffusionsgeschwindigkeit. Polarografische Wellen werden sowohl durch die Diffusionsgeschwindigkeit als auch durch die Elektrodenreaktionsgeschwindigkeit gesteuert. Aufgrund des Vorhandenseins eines Überpotentials ist die Nernst-Formel nicht anwendbar und die Wellenform ist schlecht.
Polarographische Wellen einfacher Metallionen
Halbwellenpotential und Metallionenkonzentration sind matt und können für qualitative Analysen verwendet werden
Quantitative Analysemethoden
Störstrom und seine Beseitigungsmethode
Fehlerstrom
Elektrolysestrom, verursacht durch Spurenverunreinigungen, sehr gering
Der Ladestrom wird durch den Ladevorgang der doppelten elektrischen Schicht an der Grenzfläche zwischen der Quecksilbertropfenelektrode und der Lösung verursacht.
Die Hauptkomponenten des Fehlerstroms und die Hauptfaktoren, die die Nachweisgrenze der polarographischen Analyse beeinflussen
Eliminierungsmethode
Zeichnungsmethode zum Subtrahieren des Reststroms
Neue Polarographie-Technologie überwindet den Einfluss des Ladestroms
Rechteckpolarogramm, Pulspolarogramm
Migrationsstrom
Es besteht kein quantitativer Zusammenhang mit der Konzentration des gemessenen Stoffes
Eliminierungsmethode
Fügen Sie eine große Menge unterstützender Elektrolyte wie KCl, Kaliumnitrat usw. hinzu. Der hinzugefügte Elektrolyt reagiert nicht mit der Elektrode und seine Konzentration ist 50-100-mal höher als die Konzentration der zu messenden Substanz.
Sauerstoffwelle
Gelöster Sauerstoff wird an der tropfenden Quecksilberelektrode reduziert, wodurch zwei polarografische Wellen entstehen, die die Messung stören.
Eliminierungsmethode
Durch die Lösung wird hochreines Stickstoffgas geleitet
extrem extrem
Der Diffusionsstrom steigt schnell auf einen Maximalwert an, wenn das Potenzial der Quecksilber-Tropfelektrode abnimmt, und nimmt dann ab und stabilisiert sich auf dem normalen Grenzdiffusionsstromwert. Dieser markante Strompeak wird „polarographisches Maximum“ genannt.
Ursache
Die Oberflächenspannung jedes Teils des Quecksilbertropfens ist unterschiedlich, was zu einer tangentialen Bewegung führt.
Eliminierungsmethode
Um die Oberflächenspannung jedes Teils der Quecksilbertröpfchen gleichmäßig zu machen, kann eine kleine Menge oberflächenaktiver Substanzen hinzugefügt werden, was als maximaler Inhibitor bezeichnet wird.
Nachteile der Polarographie
Hohe Empfindlichkeit, niedrige Nachweisgrenze, hohe Genauigkeit, gute Reproduzierbarkeit, schnelle Analysegeschwindigkeit, einfache Automatisierung und breites Anwendungsspektrum
Die Menge und Zeit des verwendeten Quecksilbers sowie die Geschwindigkeit der Gleichstromanlegung sind langsam, zeitaufwändig und quecksilberverbrauchend
Geringe Empfindlichkeit
Versuchen Sie, den Ladestrom zu reduzieren oder den Elektrolysestrom zu erhöhen, um das Signal-Rausch-Verhältnis und die Empfindlichkeit der Messung zu verbessern.
niedrige Auflösung
iRdrop
Der IR-Abfall kann mit einem Drei-Elektroden-System überwunden werden
Klassifizierung der Arbeitselektrode
Quecksilberelektrode
Herunterfallende Quecksilberelektrode
Polarographie
Massive Elektrode
rotierende Scheibenelektrode