IMIĘ I NAZWISKO	data
prowadzący, I rok, II°, specjalność
CHRONOWOLTAMPEROMETRIA CYKLICZNA

I. CEL ĆWICZENIA

Zapoznanie się z podstawami chronowoltamperometrii cyklicznej (CVA) oraz zasadami określania mechanizmu procesu elektrodowego na podstawie analizy krzywych woltamperometrycznych.

II. SCHEMAT APARATURY POMIAROWEJ

ν mV/s	ν^1/2 (V/s)^1/2	Epc mV	Epc/2 mV	|Epc - Epc/2| mV	Ipc μA	Ipa μA	n
10	0,1000	230,9	306,21	75,31	-18,4414	9,6444	2
20	0,1414	220,0	298,0	78,00	-25,6641	15,2245	2
50	0,2236	202,9	281,69	78,79	-38,4733	28,7493	2
100	0,3162	188,0	272,00	84,00	-29,5000	41,9062	2
200	0,4472	172,0	258,00	86,00	-72,7753	58,5068	2
250	0,5000	169,6	253,66	84,06	-79,9852	65,7057	2
500	0,7071	150,00	250,00	100,00	-114,4000	90,3418	2

III. ANALIZA KRZYWYCH CVA REDUKCJI p-CHINONU O STĘŻENIU 1,0370 mM REJESTROWANYM W ROZTWORZE BUFOROWYM NR 1 (pH = 2,12)

IV. WYKRES ZALEŻNOŚCI I_pc(pa) = f(ν^1/2)

Równanie Randlesa - Ŝevĉika pozwala na otrzymanie ilościowej informacji z woltamperogramów. Równanie ze współczynnikiem obliczonym dla temperatury 25°C ma postać następującą:

i_p - natężenie prądu piku w przebiegu pierwotnym [A]

A - powierzchnia elektody [cm²]

D - współczynnik dyfuzji [cm²/s]

c - stężenie depolaryzatora [mol/cm³]

ν - szybkość zmiany potencjału [V/s]

Z powyższego równania wynika, że natężenie prądu piku jest wprost proporcjonalne do szybkości zmiany potencjału. Z wykresu zależności I_pc(pa) = f(ν^1/2) wynika, że wraz ze wzrostem szybkości zmiany potencjału wzrasta natężenie prądu piku. Natężenia prądu piku katodowego i anodowego (nie uwzględniając znaku) dla tych samych szybkości zmian potencjału nie są równe prze co możemy stwierdzić, że jest to reakcja nieodwracalna.

Określanie stopnia odwracalności procesu elektrodowego w zależności od szybkości zmiany potencjału

E_pc - E_pc/2 =

Dla v = 10 mV/s E_pc - E_pc/2 = 0,07531 n = 2 α = 0,32

Dla v = 20 mV/s E_pc - E_pc/2 = 0,07800 n = 2 α = 0,31

Dla v = 50 mV/s E_pc - E_pc/2 = 0,07879 n = 2 α = 0,30

Dla v = 100 mV/s E_pc - E_pc/2 = 0,08400 n = 2 α = 0,28

Dla v = 200 mV/s E_pc - E_pc/2 = 0,08600 n = 2 α = 0,28

Dla v = 250 mV/s E_pc - E_pc/2 = 0,08406 n = 2 α = 0,28

Dla v = 500 mV/s E_pc - E_pc/2 = 0,10000 n = 2 α = 0,24

Wraz ze wzrostem szybkości zmiany potencjału stopień odwracalności maleje. Jest to reakcja silnie nieodwracalna.

V. ZMIANY W PRZEBIEGU REJESTROWANYCH KRZYWYCH

Numer roztworu	pH	ν mV/s	Epc mV	S mV/pH	m
1	2,12	10	230,9	-48,9225	2
		20	220,0		2
		50	202,9		2
2	3,12	10	181,2	-45,8296	2
		20	172,2		2
		50	160,2		2
3	4,73	10	103,1	-45,8852	2
		20	100,1		2
		50	83,6		2
4	5,82	10	103,1	-42,9658	2
		20	100,1		2
		50	83,6		2

VI. WYKRES ZALEŻNOŚCI E_pc = f(pH)

Reakcja elektrodowej redukcji p-chinonu.

Z wykresu zależności potencjału piku katodowego od pH roztworu buforowego możemy wywnioskować, że niezależnie od szybkości zmiany potencjału (10 mV/s, 20 mV/s, 50 mV/s, oraz 100 mV/s) obserwujemy spadek wartości potencjału piku katodowego wraz ze wzrostem pH buforu. Zależność tą można wyjaśnić na podstawie reakcji redox p-chinonu do hydrochinonu.

W reakcji tej biorą udział jony H⁺, więc można się spodziewać, że duża ich liczba w roztworze ma znaczący wpływ na przebieg reakcji.

E_WORK - elektroda wskaźnikowa (GC, Φ4mm)

E_REF - elektroda odniesienia (Ag/AgCl)

E_AUX - elektroda przeciwna (Pt)

---