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Beispiel Cyclovoltammogramm

Biene Zyklovoltametrie erfolgt mittels a Potentiostat es Potenzieller unterschied zwischen zwei Elektroden in einer Lösung variiert von niedrig nach hoch und zurück.
Die Potentialdifferenz wird zwischen Messelektrode und a . angelegt Referenzelektrode. Die Lösung wird nicht gerührt und das Potential wird mit konstanter Geschwindigkeit variiert. Normalerweise wird eine geschlossene Kurve mit zwei Spitzen erstellt: a anodisch Spitze für die Oxidation-Reaktion und a kathodisch Spitze für die die ErmäßigungReaktion.

• Während der ersten Phase steigt das Elektrodenpotential (die anodische Flugbahn).
  • Am Anfang ist der Strom relativ gering. Dieser Strom wird durch Aufladungseffekte an der Elektrodenoberfläche erzeugt (wie bei a Kondensator) und durch Reaktion von Verunreinigungen.
  • Dann ist die Redoxpotential des gelösten Stoffes, wodurch er reagiert. Dadurch wird der (anodische) Strom erhöht.
  • Der gelöste Stoff, der a Reduzierstück sollte (z. B. Fe² ), wird oxidiert. Dadurch entsteht die OxidationsmittelForm dieses Stoffes (Fe³ ).
  • Der Strom nimmt dann ab, weil die reagierende Substanz ausläuft. Da die Lösung nicht gerührt wird, wird nur das was umgesetzt werden kann Diffusion (laut der Fick.'s Gesetz) erreicht die Elektrodenoberfläche. Es entsteht ein (anodischer) Peak E ._Papa.

• Während der zweiten Phase, nach dem Umkehrpunkt, sinkt das Elektrodenpotential (die kathodische Flugbahn).
  • Wird das Redoxpotential der Oxidationsmittelform des gelösten Stoffes (z.B. Fe³ die aus der ersten Phase stammen und deren Partikel sich noch in Elektrodennähe befinden, weil die Lösung nicht gerührt wird), beginnt sie zu reagieren und der (kathodische) Strom steigt.
  • Der gelöste Stoff wird reduziert, das Original bleibt zurück Reduzierstück-Form der Substanz wird rekonstituiert (Fe² ).
  • Auch jetzt nimmt der Strom wieder ab, weil die reagierende Substanz ausläuft. Es entsteht ein (kathodischer) Peak E ._pk.

• Im nächsten Zyklus, d. h. wenn der gesamte Vorgang wiederholt wird, erscheinen die obigen beiden Peaks wieder.

Anwendungen

Charakteristisches Cyclovoltammogramm an einer Pt-Elektrode in 1M H₂SO₄.
A, D: Desorptions-/Adsorptionspeaks von atomarem Wasserstoff. B: Bildung von Platinoxiden. C: Reduktionsplatinoxide.

Ein Zyklovoltammogramm hat einen starken diagnostischen Charakter. Neben der Bestimmung des Gleichgewichtspotentials eines Redoxpaares wird die Potentialdifferenz (E_Papa - E_pk) zwischen anodischem und kathodischem Peak kann abgeleitet werden, inwieweit der gelöste Stoff reversibel (reversibel) reagiert. Ein vollständig reversibles Redoxpaar mit einem Elektron im halbe Reaktion ergibt eine theoretische Potentialdifferenz zwischen den Spitzen von 59 mV.

Die Cyclovoltametrie wird häufig in der elektrochemischen wissenschaftlichen Forschung verwendet. Da es technisch möglich ist, sehr kleine Ströme zu messen, handelt es sich um eine sensible Technik, die viele Informationen liefern kann. Also ein reines PlatinElektrode ein charakteristisches Cyclovoltammogramm, in dem der Niederpotentialbereich die Peaks zeigt, die auf die Adsorption und Desorption von Wasserstoffatome zur Platinoberfläche.