Уравнение Рэндлса – Севчика. - Randles–Sevcik equation

В циклическая вольтамперометрия, то Уравнение Рэндлса – Шевчика описывает влияние скорости сканирования на пиковый ток я_п. Для простых событий окислительно-восстановительного потенциала, таких как ферроцен /ферроцений пара, я_п зависит не только от концентрации и диффузионных свойств электроактивных частиц, но и от скорости сканирования.^[1]

${ displaystyle i_ {p} = 0,4463 nFAC left ({ frac {nFvD} {RT}} right) ^ { frac {1} {2}}}$

Или, если температура раствора 25 ° C:^[2]

${ displaystyle i_ {p} = 2,69 times 10 ^ {5} n ^ { frac {3} {2}} AD ^ { frac {1} {2}} Cv ^ { frac {1} { 2}}}$

• я_п = максимальный ток в амперах
• п = количество электронов, перенесенных в окислительно-восстановительном событии (обычно 1)
• А = площадь электрода в см²
• F = Константа Фарадея в C моль⁻¹
• D = коэффициент диффузии в см²/ с
• C = концентрация в моль / см³
• ν = скорость сканирования в В / с
• р = Газовая постоянная в Дж К⁻¹ моль⁻¹
• Т = температура в К

Новичкам в электрохимии предсказания этого уравнения кажутся нелогичными, т.е. я_п увеличивается с увеличением скорости сканирования напряжения. Важно помнить, что ток i - это заряд (или прошедшие электроны) в единицу времени. В циклической вольтамперометрии ток, проходящий через электрод, ограничивается диффузией частиц к поверхности электрода. На этот диффузионный поток влияет градиент концентрации около электрода. Градиент концентрации, в свою очередь, зависит от концентрации веществ на электроде и от того, как быстро они могут диффундировать через раствор. При изменении напряжения ячейки также изменяется концентрация частиц на поверхности электрода, как установлено Уравнение Нернста. Следовательно, более быстрая развертка напряжения вызывает больший градиент концентрации около электрода, что приводит к более высокому току.

Использует

Используя отношения, определяемые этим уравнением, коэффициент диффузии электроактивных частиц могут быть определены. Линейные графики я_п против. ν^1/2 предоставить доказательства химически обратимого окислительно-восстановительного процесса по сравнению со случаями, когда окислительно-восстановительный потенциал вызывает серьезные структурные изменения в аналите. Для видов, коэффициент диффузии которых известен (или может быть оценен), наклон графика зависимости я_п против. ν^1/2 предоставляет информацию о стехиометрии окислительно-восстановительного процесса.

Рекомендации

Смотрите также

• Онлайн-калькулятор для использования уравнения Рэндлса – Севчика:http://www.calctool.org/CALC/chem/electrochem/cv1