Уравнение Коттрелла - Cottrell equation

В электрохимия, то Уравнение Коттрелла описывает изменение электрический ток относительно времени в контролируемом потенциальном эксперименте, таком как хроноамперометрия. В частности, он описывает текущую реакцию, когда потенциал является ступенчатой ​​функцией во времени. Это было получено Фредерик Гарднер Коттрелл в 1903 г.^[1] Для простого редокс событие, такое как ферроцен / ферроцений, измеренный ток зависит от скорости, с которой аналит диффундирует к электроду. То есть ток считается "контролируемая диффузия". Уравнение Коттрелла описывает случай плоского электрода, но его также можно вывести для сферической, цилиндрической и прямоугольной геометрии с помощью соответствующих оператор лапласа и граничные условия в сочетании с Второй закон диффузии Фика.^[2]

${displaystyle i = {frac {nFAc_ {j} ^ {0} {sqrt {D_ {j}}}} {sqrt {pi t}}}}$

куда,

i = ток, в единицах A

n = количество электронов (например, для восстановления / окисления одной молекулы аналита j)

F = Постоянная Фарадея, 96485 Кл / моль

A = площадь (плоского) электрода в см²

c_j⁰ = начальная концентрация восстанавливаемого аналита j в моль / см³;

D_j = коэффициент диффузии для вида j в см²/ с

t = время в с.

Отклонения от линейности на графике зависимости i от t^−1/2 иногда указывают, что событие окислительно-восстановительного потенциала связано с другими процессами, такими как ассоциация лиганд, диссоциация лиганда или изменение геометрии.

На практике уравнение Коттрелла упрощается до

я = kt^−1/2, где k - набор констант для данной системы (n, F, A, c_j⁰, D_j).

Смотрите также

• Вольтамперометрия
• Электроаналитические методы
• Ограничение тока

Рекомендации