Меню

Предельный диффузионный ток это



Полярография

Метод изучения электрохимических процессов, основанный на установлении зависимости силы тока от напряжения, которое прикладывается из вне к исследуемой системе, называется вольтамперометрией. Наиболее точной формой вольтамперометрии является полярография.

Полярографический метод был предложен чешским ученым Гейровским в 1922 г.

Метод полярографии состоит в следующем: в проведении электролиза исследуемых растворов в специальной электролитической ячейке – электролизе, одним из электродов которого является капельный ртутный электрод.

Он может быть катодом – если исследуется раствор, содержащий вещества способные восстанавливаться или анодом – если изучается процесс окисления веществ. В качестве вспомогательного электрода используют ртутный электрод с большой поверхностью, его потенциал не изменяется и постоянен.

Поэтому изменение приложенной извне разности потенциалов равно изменению потенциала ртутного капельного электрода (РКЭ):

Этот метод связан с явлением электрохимической поляризации, наблюдаемой при электролизе.

Качественный и количественный анализ растворов осуществляется при помощи поляризационных кривых, которые представляют собой зависимости силы тока от напряжения и имеют вид волны. Эти кривые называются полярографическими кривыми или полярограммами.

Из полярографических кривых можно определить:

1) потенциал полуволны (φ1/2) – это потенциал, при котором величина тока достигает половины предельного тока диффузии (Iд). φ1/2 зависит от природы исследуемого вещества, поэтому используется для качественного анализа веществ.

Найденные значения φ1/2 сравнивают с уже известными значениями φ1/2 для исследуемых веществ.

Если раствор, содержит несколько исследуемых веществ, то каждое дает свою волну и свой φ1/2.

2) предельный диффузионный ток (Iд) – это ток, который осуществляется за счет диффузии ионов, исследуемого вещества. Величина Iд определяется как высота волны и прямо пропорциональна концентрации исследуемого вещества в растворе, поэтому Iд используется для количественного анализа.

где К – постоянная Ильковича. Ее можно определить методом стандарта для данного вещества по формуле:

Таким образом, зная К и Iд , можно определять концентрацию данного вещества в разных опытах.

Практическое применение метода полярографии: используют для определения малых количеств лекарственных веществ (10 -2 – 10 -5 ) при анализе лекарственных смесей. В частности для определения фолиевой кислоты, никотинамида, аскорбиновой кислоты, алколоидов, гормонов, витаминов, антибиотиков. Метод полярографии входит в Государственную фармакологию.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Величина — предельный диффузионный ток

Величина предельного диффузионного тока зависит от геометрии системы, в которой протекает коррозия, и от скорости движения ( размешивания) жидкости. [1]

На величину предельного диффузионного тока , а следовательно, и на точность измерений содержания растворенного кислорода, существенно влияет температура исследуемой воды. [3]

Так как величина предельного диффузионного тока зависит от числа электронов, принимающих участие в электродной реакции, то высота максимума пропорциональна квадрату числа электронов. [5]

В результате к величине предельного диффузионного тока , соответствующего концентрации первого иона, прибавится предельный ток, связанный с выделением следующего. Сила тока, достигшая своего первого предела, опять начнет возрастать. [6]

Роль индикатора здесь выполняет величина предельного диффузионного тока . [7]

Определение рекомендуется проводить по величине предельного диффузионного тока . [8]

Поэтому вторая волна не достигает величины предельного диффузионного тока и обладает меньшим предельным током кинетического характера. [10]

Он основан на регистрации зависимости величины предельного диффузионного тока на индикаторном электроде от концентрации вещества, содержание которого в растворе изменяется в процессе титрования. В качестве индикаторных электродов чаще всего используют ртутный капающий и платиновый электроды. Вводимый в раствор реагент осаждает, окисляет, восстанавливает или связывает в комплекс определяемое вещество. Если последнее окисляется или восстанавливается на индикаториом электроде, то по мере добавления реагента в раствор предельный диффузионный ток уменьшается, и по его минимальному значению определяют эквивалентную точку. Если же в электродной реакции участвует добавляемое в исходный раствор вещество, то ток на электроде начинает возрастать после эквивалентной точки. [11]

Теоретически это не сказывается на величине предельного диффузионного тока , так как поляризационное напряжение выбрано по наименьшему значению ОВП. [12]

Полярографически метод анализа базируется на зависимости величин предельных диффузионных токов от объемной концентрации реагирующего вещества [ см. ( XXII. [13]

Учет структуры пористой среды несколько снижает величину предельного диффузионного тока . [15]

Источник

Предельный диффузионный ток. Уравнение Ильковича

Предельный ток Iпр складывается из диффузионного тока Iдиф, миграционного тока Iмиг и конвекционного тока Iкон:

Читайте также:  Что такое удельная проводимость тока

Зависимость (8) можно упростить, если исключить миграционную и конвекционную составляющую предельного тока Iпр.Для устранения конвекционной составляющей достаточно устранить перемешивание и поддерживать постоянную температуру. Миграционную составляющую устраняют, вводя в раствор избыток индифферентного электролита.

В этих условиях предельный ток восстановления деполяризатора определяется только диффузией его к поверхности электрода и называется диффузионным током Iдиф.

Зависимость предельного диффузионноготока от концентрации деполяризатора на РКЭ описывается уравнение Ильковича:

Iдиф = 607 nD 1/2 m 2/3 t 1/6 C, (9)

где n – число электронов;D–коэффициент диффузии, cм 2 ·с -1 ; m — скорость вытекания ртути, мг/с; t–время жизни капли, с.

Уравнение полярографической волны Гейровского-Ильковича

Для обратимого электродного процесса на РКЭ

Ме n+ + ne — + Hg ↔ Me(Hg)

можно вывести уравнение, связывающее величины потенциала РКЭи тока в любой точке волны — уравнение полярографической волны.

Если электродный процесс обратим, то соотношение [Ox]/[Red] на поверхности электрода будет определятся величиной Е в соотношении в уравнении Нернста

где С а – концентрация металла в амальгаме; -концентрация Ме n + на поверхности электрода.

Если выразить концентрации через величины тока , уравнение () примет вид:

Это уравнение полярографической волны Гейровского-Ильковича.

Теперь ясно видно, что величины E1/2и действительно связаны, более того видно, что они практически равны, если восстановление Me n + идет не до Мe, а до промежуточной степени окисления и коэффициенты активности их мало отличаются.

Максимумы на полярограммах

Искажение вольтамперной кривой возможно за счёт возникновения максимумов I и II рода. Они обусловлены гидродинамическими явлениями в растворе, вызываемыми ртутной каплей и адсорбционными процессами (движение ртутной капли вызывает дополнительное перемешивание).

Их устраняют добавлением поверхностно активных веществ (ПАВ) – желатин, агар-агар и т.д. ПАВ тормозят движение ртутной капли и тем самым устраняют максимумы. Оказалось, что высота максимума обратно пропорциональна концентрации ПАВ. А так как ПАВ электрохимически инертны, то это их свойство используют для определения примесных количеств ПАВ (до 10 –8 …10 –9 моль/дм 3 ) в различных объектах.

Источник

Диффузионный ток — Diffusion current

Диффузионный ток — это ток в полупроводнике, вызванный диффузией носителей заряда (дырок и / или электронов). Это ток, который возникает из-за переноса зарядов, происходящего из-за неоднородной концентрации заряженных частиц в полупроводнике. Дрейфовый ток, напротив, возникает из-за движения носителей заряда из-за силы, действующей на них электрическим полем. Диффузионный ток может быть в том же направлении, что и ток дрейфа, или в противоположном направлении. Диффузионный ток и дрейфовый ток вместе описываются уравнением дрейфа-диффузии .

При описании многих полупроводниковых приборов необходимо учитывать долю диффузионного тока. Например, в настоящее время вблизи обедненной области в виде р-п — переходе преобладают диффузионный ток. Внутри обедненной области присутствуют как диффузионный, так и дрейфовый ток. В состоянии равновесия в p-n-переходе прямой диффузионный ток в обедненной области уравновешивается обратным дрейфовым током, так что чистый ток равен нулю.

Константу диффузии для легированного материала можно определить с помощью эксперимента Хейнса-Шокли . В качестве альтернативы, если известна подвижность носителей, коэффициент диффузии можно определить из соотношения Эйнштейна для электрической подвижности .

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Обзор
    • 1.1 Диффузионный ток в зависимости от тока дрейфа
    • 1.2 Действия перевозчика
  • 2 Вывод
  • 3 Пример
  • 4 См. Также
  • 5 ссылки

Обзор

Диффузионный ток в зависимости от тока дрейфа

В следующей таблице сравниваются два типа тока:

Диффузионный ток Дрейфовый ток
Диффузионный ток = движение, вызванное изменением концентрации носителей. Дрейфовый ток = движение, вызванное электрическими полями.
Направление диффузионного тока зависит от крутизны концентрации носителей. Направление дрейфового тока всегда совпадает с направлением электрического поля.
Подчиняется закону Фика : J знак равно — q D d ρ d Икс <\ displaystyle J = -qD <\ frac >> <\ displaystyle J = -qD <\ frac <d \ rho data-lazy-src=