Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

22: Вступ до електроаналітичної хімії

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    26947

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    У розділах 6—21 ми розглянули широкий спектр спектроскопічних методів, які використовують переваги взаємодії між електромагнітним випромінюванням та речовиною. У цьому розділі ми звертаємо увагу на електрохімічні методи, в яких потенціал, струм або заряд в електрохімічній комірці служить аналітичним сигналом.

    Хоча є лише три основні електрохімічні сигнали, існує багато можливих експериментальних конструкцій - насправді занадто багато, щоб адекватно висвітлити у вступному підручнику. Найпростіший поділ електрохімічних методів полягає між об'ємними методами, в яких ми вимірюємо властивість розчину в електрохімічній комірці, і міжфазними методами, в яких потенціал, струм або заряд залежать від видів, присутніх на межі розділу між електродом і розчином в якому він сидить. Вимірювання провідності розчину, пропорційна загальній концентрації розчинених іонів, є одним із прикладів об'ємної електрохімічної техніки. Визначення рН за допомогою pH-електрода є прикладом міжфазної електрохімічної методики. Тільки міжфазні електрохімічні методи отримують подальший розгляд у цьому підручнику. У цьому розділі ми надаємо вступ до електрохімії, представляючи ідеї, що стосуються розуміння конкретних електроаналітичних методів, запроваджених у розділах 23—25.

    • 22.1: Електрохімічні клітини
      Електрохімічна комірка складається з двох напівосередків, кожна з яких містить електрод, занурений в розчин іонів, діяльність яких визначає потенціал електрода. Сольовий міст, який містить інертний електроліт, такий як KCl, з'єднує дві половинки осередків. Кінці соляного містка закріплені пористими фритами, які дозволяють іонам електроліту вільно переміщатися між напівосередками і соляним містком. Цей рух іонів в соляному мосту завершує електричний ланцюг.
    • 22.2: Потенціали в електроаналітичних комірках
      Якщо електрохімічна комірка знаходиться в рівновазі, струму немає і потенціал фіксується. Якщо ми змінюємо потенціал, струм тече, коли система рухається в нове положення рівноваги. Як варіант, ми можемо пропустити струм через клітинку і вплинути на зміну потенціалу. Якщо ми вирішимо контролювати потенціал, то ми повинні прийняти отриманий струм, і ми повинні прийняти отриманий потенціал, якщо ми вирішимо контролювати струм.
    • 22.3: Електродні потенціали
      Потенціал електрохімічної комірки - це різниця між потенціалом на катоді і потенціалом на аноді, де обидва потенціали визначаються через реакцію відновлення (і називаються відновними потенціалами).
    • 22.4: Розрахунок потенціалів клітин з електродних потенціалів
      Потенціал електрохімічної осередку - це різниця між електродними потенціалами катода і анода.
    • 22.5: Струми в електрохімічних комірках
      Більшість електрохімічних методів покладаються на контроль струму та вимірювання результуючого потенціалу, або контроль потенціалу та вимірювання результуючого струму; тільки потенціометрія вимірює потенціал в умовах, коли по суті немає струму. Розуміння взаємозв'язку між поточним і потенційним є важливим. Хоча експериментально виміряні потенціали можуть відрізнятися від їх термодинамічних значень з різних причин, які ми тут окреслимо.
    • 22.6: Види електроаналітичних методів
      Ми поділяємо електрохімічні методи на статичні та динамічні методи. У статичній техніці ми не пропускаємо струм через електрохімічну комірку і, як наслідок, концентрації всіх видів залишаються постійними. Динамічні методи, в яких ми дозволяємо струму протікати і змушувати змінювати концентрацію видів в електрохімічній комірці, складають найбільшу групу міжфазних електрохімічних методів.