68
Chỉång 3: CẠC PHỈÅNG PHẠP NGHIÃN CỈÏU
ÂÄÜNG HC QUẠ TRÇNH ÂIÃÛN CỈÛC

I. Phỉång phạp cäø âiãøn:
1/ Âo âỉåìng cong phán cỉûc (ϕ - I):
a/ Mä t phỉång phạp:
10

4
6 1 3 2 9 5 7 8
11

Hçnh 3.1. Så âäư âo âỉåìng cong phán cỉûc
1.Âiãûn cỉûc nghiãn cỉïu; 2. Âiãûn cỉûc phủ; 3. Mạy khúy; 4. Âiãûn cỉûc so sạnh; 5. Bçnh
trung gian; 6. Xiphäng; 7. Mng xäúp; 8. ÀÕc qui; 9. Âiãûn tråí; 10. mA mẹt; 11. Vän mẹt
âiãûn tỉí.
Âiãûn cỉûc nghiãn cỉïu 1 nàòm trong dung dëch cọ mạy khúy 3, âiãûn cỉûc phủ 2.
Mng xäúp 7 ngàn riãng hai pháưn ca bçnh âo. Bçnh trung gian 5 âỉûng KCl bo ha.
Xiphäng 6 cọ mao qun ún cong sao cho mụt ca nọ cng gáưn âiãûn cỉûc nghiãn cỉïu 1
cng täút (gim âiãûn thãú råi, cng khäng nãn âàût quạ gáưn âãø trạnh che láúp âiãûn cỉûc) . Dng
âiãû
n do àõc qui 8 cung cáúp v âiãưu chènh bàòng âiãûn tråí 9 âo bàòng mA mẹt 10. Âiãûn thãú
âiãûn cỉûc so våïi âiãûn cỉûc so sạnh âo bàòng vän mẹt âiãûn tỉí 11. Cho i âo ϕ. V âỉåìng cong
ϕ - i.

hq
: nng lổồỹng kờch õọỹng coù hióỷu quaớ
B: hũng sọỳ khọng phuỷ thuọỹc nhióỷt õọỹ
Veợ sồ õọử






=
T
fi
1
log
, taỷi

= const ta õổồỹc mọỹt õổồỡng thúng vaỡ tờnh õổồỹc

G
hq

theo õọỹ dọỳc cuớa õổồỡng thúng õoù.
Trổồỡng hồỹp coù phỏn cổỷc hoùa hoỹc (quaù trỗnh bở khọỳng chóỳ bồới giai õoaỷn chuyóứn
õióỷn tờch) thỗ nng lổồỹng kờch õọỹng

G
hq
khoaớng tổỡ 10000 õóỳn 30000 cal/mol vaỡ giaớm
xuọỳng khi tng

RT
ln
'
0
+=

) thỗ chố coù doỡng khọng Faraday õi qua.
Khi õióỷn thóỳ õaỷt tồùi
'
0

thỗ sổỷ khổớ bừt õỏửu vaỡ coù doỡng Faraday õi qua. ióỷn thóỳ
caỡng dởch vóử phờa ỏm, nọửng õọỹ bóử mỷt chỏỳt oxy hoùa giaớm xuọỳng vaỡ sổỷ khuyóỳch taùn tng
lón, do õoù doỡng õióỷn cuợng tng lón. Khi nọửng õọỹ chỏỳt oxy hoùa giaớm xuọỳng õóỳn khọng ồớ
saùt bóử mỷt õióỷn cổỷc thỗ doỡng õióỷn õaỷt cổỷc õaỷi, sau õoù laỷi giaớm xuọỳng vỗ nọửng õọỹ chỏỳt oxy
hoùa trong dung dởch bở giaớm xuọỳng.(Hỗnh 3.2 vaỡ 3.3)
-

(V) i
i
p


õ 0 t(s)

a
c



-

(V)
i
paneOR +Hỗnh 3.4. Qua hóỷ giổợa doỡng vaỡ õióỷn thóỳ trong queùt thóỳ voỡng.
i
pa
, i
pc
: doỡng cổỷc õaỷi anọỳt vaỡ catọỳt

a
,

c
: õióỷn thóỳ cổỷc õaỷi anọỳt vaỡ catọỳt.


(3.2a)

2
2
),(),(
x
txC
D
t
txC
R
R
R


=


(3.2b)
vồùi caùc õióửu kióỷn bión:
t = 0, x = 0,
*
OO
CC =
, C
R
= 0
t > 0, x







=
=
x
R
R
x
O
x
txC
D
t
txC
D

(tổùc tọứng doỡng vỏỷt chỏỳt tổỡ bóử mỷt õi ra vaỡ tổỡ ngoaỡi õóỳn bóử mỷt phốa bũng khọng)
0 < t <



=

õ
- vt
t >


=
)(exp
),(
),(
'
0
0
O
x
R
RT
nF
txC
txC


Giaới phổồng trỗnh (3.2) bũng chuyóứn õọứi Laplace theo caùc õióửu kióỷn bión nhổ
trón, ta õổồỹc kóỳt quaớ nhổ sau:

)()(
2/1*
tDnFACI
OO

=
(3.3)
trong õoù:
v
RT
nF


õổồỹc ghi trong caùc baớng rióng vaỡ coù giaù trở cổỷc õaỷi laỡ 0.4463 taỷi thóỳ
khổớ cổỷc õaỷi pic

p,c
:

nD
D
nF
RT
R
O
Ocp
0285.0
ln
2/1
',







=

(3.5)
hay
n

2/1*2/12/35
,
10.69.2 vCADnI
OOcp
=
(3.6)
trong õoù:
A: dióỷn tờch õióỷn cổỷc (cm
2
)
D
O
: hóỷ sọỳ khuyóỳch taùn (cm
2
/s)

*
O
C
: tờnh theo (mol/cm
3
); v tờnh theo (V/s).
Hióỷu sọỳ õióỷn thóỳ pic (

p,c
) vaỡ õióỷn thóỳ nổợa pic (

p/2,c
) taỷi I = I
p/2,c

ap
++=
0285.0
2/1,


trong õoù: x = 0 khi


<<

p,c
vaỡ x = 3 mV khi
mV
n
cp
80
,
=



72
trong trổồỡng hồỹp naỡy:

1
,
,
=
cp

c



n(

-
cb
2/1

) (V)
( I
p,a
)
o
Hỗnh 3.5. ổồỡng cong vọn - ampe voỡng cuớa phaớn ổùng thuỏỷn nghởch.
Hỗnh daỷng õổồỡng cong anọỳt luọn khọng õọứi, khọng phuỷ thuọỹc vaỡo vaỡo


, nhổng
giaù trở cuớa


thay õọứi vở trờ cuớa õổồỡng anọỳt so vồùi truỷc doỡng õióỷn.
Mọỹt thọng sọỳ rỏỳt quan troỹng cỏửn kóứ õóỳn laỡ õióỷn trồớ giổợa õióỷn cổỷc nghión cổùu vaỡ
õióỷn cổỷc so saùnh



),0(}exp{),0(
),(
'
0
0
tCbtktCk
t
txC
D
OcOc
x
O
==










trong õoù:
}exp{
'
btkk
cc
=

)()1(
2/1
2/1
'2/12/1*
bt
RT
F
nvDnFACI
OO







=
(3.9)
Doỡng õióỷn cổỷc õaỷi tờnh bũng Ampe:

[ ]
2/1*2/1
2/1
5
,
')1(10.99.2 vCADnnI
OOcp

=
(3.10)









= )(
')1(
exp227.0
',
*
, OcpOOcp
RT
Fn
knFACI


(3.12)
Theo giaù trở cho ồớ baớng rióng ta tờnh õổồỹc:
vaỡ
)(
'
6.29
log
)(
'
7.47
2/


0
)(
p
n



Hỗnh 3.6. Queùt thóỳ tuyóỳn tờnh cho hóỷ bỏỳt thuỏỷn nghởch (õổồỡng õổùt laỡ õổồỡng
suy giaớm cuớa doỡng).
3/ Queùt thóỳ voỡng trón õióỷn cổỷc hỗnh cỏửu:
Khi sổớ duỷng õióỷn cổỷc hỗnh cỏửu thỗ phaới coù hióỷu chốnh:

Hóỷ thọỳng thuỏỷn nghởch
74
O
OO
phngpcỏu
r
btDnFAC
II
)(
*
,

*
,

=
(3.16)
O
OO
phngpcp
r
DnFAC
II
*
5
,,
10.670.0=
(3.17)
III. Kyợ thuỏỷt xung õióỷn thóỳ, doỡng õióỷn vaỡ õióỷn lổồỹng:
1/ Kyợ thuỏỷt xung vaỡ bỏỷc õióỷn thóỳ:
1.1. Phổồng phaùp bỏỷc õióỷn thóỳ (chronoamperometry)
Nguyón từc cuớa phổồng phaùp nhổ sau:
Cho õióỷn thóỳ õióỷn cổỷc bióỳn õọứi õọỹt ngọỹt tổỡ õióỷn thóỳ cỏn bũng
cb

õóỳn mọỹt giaù trở


naỡo õoù vaỡ õo sổỷ phuỷ thuọỹc cuớa doỡng õióỷn õaùp ổùng vaỡo thồỡi gian. Do õoù phổồng phaùp naỡy
goỹi laỡ phổồng phaùp bióỳn õọứi õióỷn thóỳ tổỡng bỏỷc.(Hỗnh 3.7)



RT
nF
ii
cb



(3.18)
vồùi: