Elektrokimia

Ini termasuk interaksi berikut:

1. ion-ion, yang berlaku di antara ion dengan cas yang bertentangan dan dengan cas yang sama,
2. ion-dipol, berlaku antara ion elektrolit dan dipol terbitan pelarut,
3. dipol-dipol,
4. lain, seperti daya van der Waals dan ikatan hidrogen.

Klasifikasi kaedah elektroanalitik

Kaedah ini termasuk beberapa teknik pengukuran berdasarkan terutamanya pada penerokaan tindak balas elektrod dan proses yang berlaku antara elektrod. Walau bagaimanapun, asasnya ialah pengukuran pelbagai kuantiti elektrik, cth: voltan, arus, rintangan elektrik, yang berkaitan dengan jumlah bahan yang diuji. Mereka boleh dikelaskan kepada empat kumpulan asas:

1. Kaedah tanpa voltan luaran yang dikenakan, iaitu yang mana tindak balas elektrod berlaku pada arus Faraday sifar. Contoh kaedah sedemikian adalah potensiometri yang biasa digunakan – teknik berdasarkan pengukuran EMF sel yang terdiri daripada elektrod tidak terkutub.
2. Kaedah di mana tindak balas elektrod berlaku pada arus Faraday bukan sifar, iaitu ia mengambil kira voltan yang dikenakan pada elektrod daripada sumber arus luaran. Terdapat banyak teknik yang serupa, termasuk: polarografi, voltammetri, amperometri, elektrogravimetri, coulometri.
3. Kaedah di mana tiada tindak balas elektrod berlaku, cth: konduktometri, osilometri, dielektrometri.
4. Kaedah berdasarkan pemeriksaan perubahan dalam lapisan berganda elektrik. Contoh teknik sedemikian ialah tensametri, berdasarkan pengukuran perubahan dalam kemuatan lapisan berganda, yang berlaku akibat penjerapan atau nyahjerapan surfaktan .

Teknik yang paling penting yang digunakan dalam analisis elektrokimia dikelaskan sebagai:

1. potensiometrik – berdasarkan pengukuran potensi elektrod, termasuk elektrod selektif ion;
2. coulometrik – berdasarkan ukuran cas yang diperlukan untuk elektrolisis lengkap analit;
3. amperometrik – berdasarkan pengukuran arus pada voltan malar;
4. voltammetrik – berdasarkan pengukuran arus pada potensi terkawal elektrod kerja.

Potensiometri

Teknik analisis ini menggunakan pengukuran daya gerak elektrik (EMF) sel yang diperbuat daripada dua elektrod yang direndam dalam larutan ujian. Nilai EMF sel secara langsung bergantung kepada potensi elektrod. Potensi ini dipengaruhi oleh ion yang terdapat dalam larutan elektrolit dan aktivitinya, serta sifat proses elektrod yang sedang berjalan.

Koulometri

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, coulometri ialah kaedah berdasarkan fenomena elektrolisis yang berlaku dalam keseluruhan jisim larutan yang dianalisis. Hubungan kuantitatif adalah berdasarkan hukum Faraday, yang menyatakan bahawa jisim bahan yang dibebaskan pada elektrod semasa elektrolisis adalah berkadar dengan jumlah cas elektrik yang mengalir melalui larutan. Oleh itu, adalah mungkin untuk mengira bahan yang dilepaskan semasa mengukur cas yang mengalir. Keadaannya, bagaimanapun, adalah ketiadaan tindak balas sampingan. Untuk pengukuran, coulometer digunakan. Peranti ini mengukur cas yang mengalir melalui elektrolit dalam vesel elektrolitik. Analisis coulometrik dilakukan dalam dua cara:

• Secara langsung, jika analit dioksidakan atau dikurangkan pada salah satu elektrod. Ia kemudiannya mungkin untuk menggunakan dua teknik – pengukuran pada potensi elektrod malar atau pada arus malar.
• Secara tidak langsung, jika analit bertindak balas dengan hasil analisis. Ini dikenali sebagai pentitratan coulometrik.

Amperometri

Teknik ini adalah berdasarkan pengukuran arus yang mengalir melalui elektrod penunjuk bergantung kepada kepekatan bahan elektroaktif pada potensi malar elektrod penunjuk. Keamatan arus resapan mengehadkan sebagai fungsi kepekatan bahan elektroaktif diukur. Pentitratan amperometrik digunakan dengan penggunaan dua teknik – dengan satu atau dua elektrod terkutub.

Konduktometri

Teknik ini menguji kekonduksian elektrik larutan yang diletakkan di antara dua elektrod. Ia paling kerap digunakan dalam larutan elektrolit, mengukur kekonduksian elektrolitik. Asas teori konduktometri ialah hukum Ohm, yang menyatakan bahawa rintangan konduktor adalah berkadar terus dengan panjangnya dan berkadar songsang dengan luas keratan rentasnya. Apabila bercakap tentang elektrolit, kita menggunakan nilai kekonduksian elektrik, yang merupakan timbal balik rintangan. Kekonduksian khusus merujuk kepada kekonduksian lajur elektrolit tertentu dengan panjang 1 cm dan keratan rentas 1 cm ² . Nisbah nilai ini dipanggil pemalar sel elektrolitik. Kekonduksian bergantung kepada jenis elektrolit, kepekatan dan suhunya. Pengukuran menggunakan teknik konduktometri klasik adalah berdasarkan pengukuran kekonduksian lajur larutan yang terletak di antara dua elektrod platinum yang mana voltan berubah (1-10 kHz) digunakan. Terdapat juga varian teknik lain, seperti teknik tanpa elektrod, teknik langsung dan pentitratan kekonduksian.

Voltammetri

Hasil pengukuran dengan teknik ini ialah graf yang menunjukkan pergantungan arus terhadap potensi elektrod kerja, yang mempunyai sifat spektrum. Di bawah keadaan tertentu dan menggunakan pelarut yang sama, banyak bahan mempunyai pengoksidaan atau gelombang pengurangan pada potensi tersendiri. Oleh itu, penentuan kualitatif analit adalah mungkin. Dalam teknik ini, pergantungan keamatan arus pada voltan yang digunakan pada elektrod diukur. Terdapat beberapa cara untuk menggunakan teknik ini: voltammetri dengan potensi yang berbeza secara linear, voltammetri kitaran dan voltammetri terbalik. Antaranya, yang paling popular ialah voltammetri kitaran, di mana sel elektrolitik dengan tiga elektrod digunakan. Setiap daripada mereka memenuhi fungsi tertentu. Yang pertama ialah elektrod kerja, yang kedua ialah elektrod tambahan dan yang ketiga ialah elektrod rujukan. Arus dihantar antara elektrod kerja dan tambahan. Potensi elektrod kerja diukur dan kemudian ditetapkan secara relatif kepada elektrod rujukan. Ini adalah bagaimana seseorang sebenarnya menetapkan voltan antara elektrod kerja dan rujukan. Kemudian, arus mengalir dan, bergantung kepada proses yang berlaku pada kedua-dua elektrod, potensinya ditetapkan. Perbezaan di antara mereka adalah sama dengan voltan yang digunakan.

Polarografi

Teknik ini sangat serupa dengan voltammetri, tetapi berbeza dalam elektrod yang digunakan. Untuk teknik voltammetrik, elektrod kerja sentiasa pegun. Sebaliknya, dalam kes polarografi, elektrod kerja adalah elektrod cecair (Hg) dengan permukaan yang diperbaharui secara berterusan atau berkala. Istilah ini merangkumi banyak teknik, termasuk: polarografi klasik – DC, AC sinusoidal, AC segi empat tepat dan pembezaan berdenyut.