Вольтамперометрия презентация

Содержание

Двухэлектродная электрохимическая ячейка

Слайд 1Вольтамперометрия
Метод анализа, основанный на изучении поляризационных (вольтамперных) кривых I=f(E), полученных в

электролитической ячейке с поляризующимся индикаторным электродом и неполяризующимся электродом сравнения.
Определение большинства элементов и весьма широкого круга неорганических и органических соединений в диапазоне концентраций от 10-3 до 10-11 моль/л.


Слайд 2Двухэлектродная электрохимическая ячейка


Слайд 3Трехэлектродная электрохимическая ячейка


Слайд 4Ячейка
Анод – процессы окисления
Катод – процессы восстановления
Напряжение, наложенное на ячейку:
Е =

ЕА – ЕК + iR
iR – падение напряжения при прохождении тока через раствор
Для ↓iR – добавление индифферентного электролита (фона).

Слайд 5Вольтамперограмма фона
Рабочий диапазон токов зависит от природы фонового электролита и материала

электрода.

+ Е, В


Слайд 6Вольтамперограмма
Электроактивное вещество – окисляется или восстанавливается на электроде.
Качественная характеристика – потенциал

полуволны.
Количественная – предельный (диффузионный) ток

Cu2+ + 2ē ↔ Cu0




Слайд 7Уравнение обратимой полярографической волны Гейровского-Ильковича


Id- предельный ток
z- валентность иона
F- постоянная Фарадея
R-

универсальная газовая постоянная
T- абсолютная температура

DRеd- коэффициент диффузии
восстановленной формы
Dox- коэффициент диффузии
окисленной формы
Е0- стандартный электродный
потенциал



Слайд 8


На зависимости можно выделить

три области.
1. Если потенциал рабочего электрода меньше потенциала выделения электрохимически активного компонента, то имеет место кинетическая поляризация электрода и на нём не протекает электрохимическая реакция. Незначительный ток, протекающий через ячейку, связан с образованием на поверхности электрода двойного электрического слоя (ДЭС), который можно уподобить конденсатору. В результате при изменении потенциала электрода протекает ток заряжения конденсатора (конденсаторный ток, ток ДЭС). Чем больше ток ДЭС, тем ниже чувствительность метода.

Слайд 9


2. При достижении потенциала электрода,

равного потенциалу выделения электрохимически активного компонента, происходит деполяризация рабочего электрода. Ионы начинают разряжаться на рабочем электроде с образованием амальгам на ртутном электроде:
Men+ + пе + Hg = M(Hg),
или металлической плёнки на твердотельных электродах:
Men+ + пе = М.
Через электрод протекает ток электролиза (фарадеев ток), который пропорционален напряжению. В результате электрохимической реакции концентрация ионов в приэлектродном слое уменьшается. Происходит перенос вещества из объёма раствора к поверхности электрода. При этом ток достаточно мал (порядка 10-5 А) и практически не влияет на концентрацию ионов в глубине раствора.


Слайд 10


3. Концентрация ионов у поверхности

рабочего электрода становится равной нулю. Перенос вещества из объёма раствора становится лимитирующей стадией и наступает концентрационная поляризация рабочего электрода. Перенос вещества из объёма раствора может происходить за счёт:
конвекционного переноса электрохимически активного компонента с потоком растворителя;
миграционного переноса ионов под действием электрического поля;
диффузионного переноса за счёт разности концентраций у поверхности электрода и в объёме раствора.


Слайд 11Обратимые и необратимые процессы
i, мкА
υox ≈ υred

>> υt

υox, υred –
скорость диффузии,
υt -
скорость э/х реакции


Слайд 12Качественный полярографический анализ
Критерий
обратимости:
tgα = 0.059/n

tgα = ΔE/Δlg
 


Слайд 13Количественный полярографический анализ

Уравнение Ильковича
m – масса ртути, вытекающей из капилляра за1

сек, мг
t – время образования капли
n – валентность восстанавливающегося иона
D – коэффициент диффузии
c – концентрация

метод калибровочного графика

10–4–10–5моль/л


Слайд 14Синусоидальная переменнотоковая вольтамперометрия
~2•10–7 моль/л
Составляющая емкостного тока, находящегося в фазе с напряжением,

оказывается существенно ниже

Слайд 15Квадратно-волновая переменнотоковая вольтамперометрия
Схема изменения напряжения (а),
емкостного тока (б) и фарадеевского

тока
(в) в квадратно-волновой вольтамперометрии.
Ток измеряется перед спадом напряжения на затемненных участках времени

~(1÷5)•10–8 моль/л


Слайд 16Нормальная импульсная вольтамперометрия
Длительность воздействия приложенного импульса на диффузионный слой электрода здесь

существенно меньшая, чем в постояннотоковом режиме (особенно при относительно редких импульсах), что снижает вклад от диффузионного тока более электроположительных компонентов в процессе развертки (возрастания амплитуды налагаемых импульсов). Этот метод
особенно эффективен при работе с твердыми индикаторными электродами (из платины, графита и т. п.), когда непрерывная развертка оставляет на твердой поверхности все больше разрядившихся на ней компонентов (слой металлического осадка). Электрод большую часть времени находится под минимальным потенциалом и лишь при наложении импульсов смещается в область
разряда компонентов.

~5•10–7 моль/л


Слайд 17Дифференциальная импульсная вольтамперометрия
Измерение тока проводят дважды: до подачи импульса, в конце

действия импульса и вычисляют разность токов.

10–8 моль/л

Наряду с повышением чувствительности в данном случае повышается и разрешающая способность, позволяющая определять в одном растворе ионы с близкими потенциалами полуволн.


Слайд 18Инверсионная вольтамперометрия
10–10 моль/л


Слайд 19Линейная вольтамперометрия
Рост тока обусловлен нестационарной диффузией, пропорционального градиенту концентрации ионов на

границе электрод – раствор. Далее увеличивается толщина диффузионного слоя, градиент концентрации уменьшается, ток падает, общий ток стремится к своему предельному значению, обусловленному скоростью самой медленной стадии электродного процесса.

Чувствительность
10–4–10–5М

Для обратимого процесса
Еп не зависит от скорости
развертки


Слайд 20Циклическая вольтамперометрия
(Епа–Епк) = 2,3RT/nF = 0,059 В


Слайд 21Циклическая вольтамперограмма платинового электрода в фоновом растворе серной кислоты
Область1 - адсорбция кислорода
Область2

- десорбции кислорода
Область3 - адсорбция водорода
Область4 - десорбции водорода
Область5 - заряд емкости двойного слоя
Область6 - заряд емкости двойного слоя

Слайд 22Циклические вольтамперограммы электрохимических накопителей энергии
Суперконденсатор
Псевдоконденсатор
Аккумулятор


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика