Voltametri ve Elektroanaliz
Voltametri ve elektroanaliz, kimyasal türleri tanımlamak, nicel olarak belirlemek ve reaksiyon mekanizmalarını incelemek amacıyla elektrotlar üzerinde kontrollü elektriksel sinyaller kullanmaktadır.
Tanım
Kontrollü potansiyel ve kontrollü akım elektrokimyasal ölçümlerinin nitel ve nicel kimyasal analize ve elektrot reaksiyon mekanizmalarının incelenmesine uygulanmasıdır.
Kapsam
Bu alan, başlıca elektroanalitik teknikleri kapsamaktadır: potansiyel tarandığında akımın kaydedildiği voltametri; aktiviteyi çıkarmak için denge potansiyelini ölçen potansiyometri; algılama için akımı izleyen amperometri; ve küçük genlikli alternatif sinyallerle arayüzleri karakterize eden empedans spektroskopisi. Enstrümantasyon, sinyal yorumlama ve hassasiyet ile tespit limiti gibi analitik başarı ölçütlerini ele almaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Kontrollü potansiyel ve kontrollü akım ölçümleri, türlerin kimliğini ve konsantrasyonunu nasıl ortaya koymaktadır?
- Bir akım-potansiyel eğrisinin şekli, reaksiyon mekanizmasını ve tersinirliği nasıl teşhis etmektedir?
- Bir elektroanalitik yöntemin hassasiyetini ve tespit limitini ne belirlemektedir?
- Çalışma elektrodunun potansiyelini hassas bir şekilde kontrol etmek için üç elektrotlu bir hücre nasıl kullanılmaktadır?
Temel kuramlar
- Üç elektrotlu potansiyel kontrolü
- Bir potansiyostat, çalışma elektrodunun potansiyelini akım taşımayan bir referansa karşı sabitlerken, bir karşıt elektrot akımı taşır ve böylece ilgi duyulan arayüzü ohmik ve referans artefaktlarından izole etmektedir.
- Analitik sinyal olarak akım-potansiyel yanıtı
- Tepe veya sınırlayıcı akımlar konsantrasyonla ölçeklenirken, tepe potansiyelleri türleri tanımlamakta ve tersinirliği göstermekte, böylece eş zamanlı nitel ve nicel analize olanak tanımaktadır.
Klinik önem
Elektroanalitik yöntemler, glikoz biyosensörleri, kan gazı ve elektrolit analizörleri, çevresel eser metal tespiti, farmasötik kalite kontrolü ile batarya ve korozyon teşhislerinde kullanılmaktadır; düşük maliyetleri, taşınabilirlikleri ve yüksek hassasiyetleri nedeniyle değer görmektedir.
Tarihçe
Heyrovský'nin 1922'de polarografiyi icadı, 1959 Nobel Kimya Ödülü ile tanınmış ve modern elektroanalizin temelini atmıştır; 20. yüzyıl boyunca potansiyostat, katı mikroelektrotlar ile darbe ve empedans tekniklerinin geliştirilmesi, hassasiyeti ve kapsamı büyük ölçüde genişletmiştir.
Öne çıkan isimler
- Jaroslav Heyrovský
- Allen J. Bard
- Joseph Wang
İlgili konular
Temel eserler
- bard2001
- wang2006
- kissinger1996
Sıkça sorulan sorular
- Voltametri ile potansiyometri arasındaki fark nedir?
- Voltametri, bilgi elde etmek için bir reaksiyonu yönlendirerek değişen bir potansiyel uygular ve ortaya çıkan akımı ölçerken, potansiyometri bir türün aktivitesini çıkarmak için esasen sıfır akımda denge potansiyelini ölçmektedir.
- Neden iki yerine üç elektrot kullanılmaktadır?
- Referansı (potansiyeli belirleyen) karşıt elektrottan (akımı taşıyan) ayırmak, referansı polarizasyondan uzak tutar, böylece çalışma elektrodunun potansiyeli yüksek akımlarda bile doğru bir şekilde kontrol edilmektedir.