Voltammetry terdiri dari apa, jenis dan aplikasi

itu voltametri adalah teknik elektroanalitik yang menentukan informasi spesies kimia atau analit dari arus listrik yang dihasilkan oleh variasi potensial yang diterapkan. Artinya, potensi E (V) yang diterapkan, dan waktu (t), adalah variabel independen; sedangkan saat ini (A), variabel dependen.

Spesies kimia biasa harus bersifat elektroaktif. Apa maksudmu Ini berarti bahwa Anda harus kehilangan (mengoksidasi) atau mendapatkan (mengurangi) elektron. Agar reaksi dapat dimulai, elektroda kerja harus memasok potensial yang diperlukan yang ditentukan secara teoritis oleh persamaan Nernst.

Contoh voltametri dapat dilihat pada gambar di atas. Elektroda gambar dibuat dengan serat karbon, yang direndam dalam media disolusi. Dopamin tidak teroksidasi, membentuk dua gugus karbonil C = O (sisi kanan persamaan kimia) kecuali jika potensi yang sesuai diterapkan.

Ini dicapai dengan melakukan sapuan E dengan nilai yang berbeda, dibatasi oleh banyak faktor seperti larutan, ion yang ada, elektroda yang sama dan dopamin.

Dengan memvariasikan E dengan waktu, dua grafik diperoleh: E vt pertama (segitiga biru), dan yang kedua, jawaban C vs t (kuning). Bentuknya adalah karakteristik untuk menentukan dopamin pada kondisi percobaan.

Indeks

• 1 Apa itu voltametri??
  • 1.1 Gelombang voltametri
  • 1.2 Instrumentasi
• 2 Jenis
  • 2.1 Voltametri nadi
  • 2.2 Voltammetry redissolution
• 3 Aplikasi
• 4 Referensi

Apa itu voltametri??

Voltammetry dikembangkan berkat penemuan teknik polarografi oleh Hadiah Nobel 1922 dalam bidang kimia, Jaroslav Heyrovsky. Di dalamnya, elektroda drop merkuri (EGM) terus diperbarui dan terpolarisasi.

Kekurangan analitis dari metode ini pada waktu itu diselesaikan dengan penggunaan dan desain mikroelektroda lainnya. Ini sangat bervariasi dalam material, dari batu bara, logam mulia, berlian dan polimer, hingga desain, cakram, silinder, lembaran; dan juga, dalam cara mereka berinteraksi dengan pembubaran: diam atau berputar.

Semua perincian ini dimaksudkan untuk mendukung polarisasi elektroda, yang menyebabkan peluruhan arus yang tercatat dikenal sebagai batas arus (i₁). Ini sebanding dengan konsentrasi analit, dan setengah kekuatan E (E_1/2) untuk mencapai setengah dari arus tersebut (i_1/2) adalah karakteristik dari spesies.

Kemudian, tentukan nilai E_1/2 dalam kurva di mana arus yang diperoleh dengan variasi E diplot, disebut voltamperogram, Kehadiran analit dapat diidentifikasi. Artinya, masing-masing analit, mengingat kondisi percobaan, akan memiliki nilai E sendiri_1/2.

Gelombang voltametri

Dalam voltametri kami bekerja dengan banyak grafik. Yang pertama adalah kurva E vs t, yang memungkinkan untuk melacak perbedaan potensial yang diterapkan sebagai fungsi waktu.

Tetapi pada saat yang sama, rangkaian listrik mencatat nilai C yang dihasilkan oleh analit ketika kehilangan atau mendapatkan elektron di sekitar elektroda.

Karena elektroda terpolarisasi, analit yang lebih sedikit dapat berdifusi dari inti larutan. Misalnya, jika elektroda memiliki muatan positif, spesies X^- akan tertarik padanya dan akan diarahkan ke sana oleh tarikan elektrostatik belaka.

Tapi X^- Anda tidak sendirian: ada ion lain yang ada di lingkungan Anda. Beberapa kation M⁺ mereka dapat menghalangi jalan mereka ke elektroda dengan melampirkannya dalam "kelompok" muatan positif; dan juga, anion N^- dapat melilit elektroda dan mencegah X^- datang padanya.

Jumlah dari fenomena fisik ini menyebabkan arus hilang, dan ini diamati dalam kurva C vs E dan bentuknya mirip dengan S, yang disebut bentuk sigmoid. Kurva ini dikenal sebagai gelombang voltametri.

Instrumentasi

Instrumentasi voltametri bervariasi sesuai dengan analit, pelarut, jenis elektroda dan aplikasi. Tetapi, sebagian besar dari mereka didasarkan pada sistem yang terdiri dari tiga elektroda: satu bekerja (1), tambahan (2) dan referensi (3).

Referensi utama elektroda yang digunakan adalah elektroda calomel (ECS). Ini, dalam hubungannya dengan elektroda kerja, memungkinkan perbedaan potensial ΔE untuk dibentuk, karena potensi elektroda referensi tetap konstan selama pengukuran.

Di sisi lain, elektroda bantu bertanggung jawab untuk mengontrol beban yang melewati ke elektroda kerja, agar tetap dalam nilai E yang dapat diterima. Variabel independen, perbedaan dalam potensial terapan, adalah yang diperoleh dengan jumlah potensial dari elektroda kerja dan referensi.

Jenis

Gambar atas menunjukkan grafik E vs t, juga disebut gelombang potensial untuk voltammetri sapuan linier.

Dapat diamati bahwa seiring berjalannya waktu, potensi meningkat. Pada gilirannya, sapuan ini menghasilkan kurva respons atau voltamperogram C vs E yang bentuknya akan menjadi sigmoid. Akan datang suatu titik di mana, tidak peduli berapa banyak E meningkat, tidak akan ada peningkatan arus.

Dari grafik ini jenis voltammetri lainnya dapat disimpulkan. Bagaimana? Memodifikasi gelombang potensial E vs t dengan cara pulsa potensial tiba-tiba mengikuti pola tertentu. Setiap pola dikaitkan dengan jenis voltametri, dan mencakup teorinya sendiri dan kondisi eksperimental.

Voltametri nadi

Dalam jenis ini voltametri dapat dianalisis campuran dua atau lebih analit yang nilainya E_1/2 Mereka sangat dekat satu sama lain. Jadi, analit dengan E_1/2 0.04V dapat diidentifikasi di perusahaan orang lain dengan E_1/2 dari 0,05V. Sedangkan pada voltammetry sapuan linear, perbedaannya harus lebih besar dari 0,2V.

Oleh karena itu, ada sensitivitas yang lebih tinggi dan batas deteksi yang lebih rendah; yaitu, analit dapat ditentukan pada konsentrasi yang sangat rendah.

Gelombang potensial dapat memiliki pola seperti tangga, tangga curam, dan segitiga. Yang terakhir sesuai dengan voltametri siklik (CV untuk akronimnya dalam bahasa Inggris, gambar pertama).

Dalam CV potensi E diterapkan dalam arti, positif atau negatif, dan kemudian, pada nilai E tertentu dalam waktu t, potensi yang sama diterapkan lagi tetapi dalam arah yang berlawanan. Ketika mempelajari voltammograms yang dihasilkan, maksimum mengungkapkan keberadaan perantara dalam reaksi kimia.

Voltammetry redissolution

Ini bisa dari jenis anodik atau katodik. Ini terdiri dari elektrodeposisi analit pada elektroda merkuri. Jika analit adalah ion logam (seperti Cd)²⁺), suatu amalgam akan dibentuk; dan jika itu anion, (seperti MoO₄^2-) garam merkuri yang tidak larut.

Kemudian, pulsa potensi diterapkan untuk menentukan konsentrasi dan identitas spesies yang diendapkan secara elektro. Dengan demikian, amalgam itu dilarutkan kembali, serta garam merkuri.

Aplikasi

-Voltammetry redissolution anodik digunakan untuk menentukan konsentrasi logam yang terlarut dalam cairan.

-Hal ini memungkinkan mempelajari kinetika redoks atau proses adsorpsi, terutama ketika elektroda dimodifikasi untuk mendeteksi analit tertentu..

-Dasar teoretisnya telah digunakan untuk pembuatan biosensor. Dengan ini, keberadaan dan konsentrasi molekul biologis, protein, lemak, gula, dll. Dapat ditentukan.

-Akhirnya, ia mendeteksi partisipasi perantara dalam mekanisme reaksi.

Referensi

1. González M. (22 November 2010). Voltametri Diperoleh dari: quimica.laguia2000.com
2. Gómez-Biedma, S., Soria, E., & Vivó, M ... (2002). Analisis elektrokimia Jurnal Diagnostik Biologis, 51 (1), 18-27. Dipulihkan dari scielo.isciii.es
3. Kimia dan Sains (18 Juli 2011). Voltametri Dipulihkan dari: laquimicaylaciencia.blogspot.com
4. Quiroga A. (16 Februari 2017). Voltametri Siklik. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
5. Samuel P. Kounaves. (s.f.). Teknik voltametri. [PDF] Universitas Tufts. Diperoleh dari: brown.edu
6. Hari R. & Underwood A. Kimia Analitik Kuantitatif (edisi kelima.) PEARSON Prentice Hall.