Тема 4 вольтамперометричні методи аналізу



Сторінка5/13
Дата конвертації19.08.2021
Розмір1.59 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
Рівняння Ільковича
Які фактори впливають на величину граничного дифузійного струму та які кількісні співвідношення між ними? Відповідь на це дає рівняння Ільковича, яке виводиться теоретично на основі законів дифузії Фіка.

Якщо взяти плоский електрод площею S, деполяризатор концентрації С з коефіцієнтом дифузії D, числом електронів, які беруть участь в електрохімічній реакції n та віддаллю іонів диполяризатора від електрода Х, то при Е=const, що відповідає Е1/2 згідно Першого закону дифузії Фіка величина дифузійного струму в любий час t буде виражатись рівнянням:





(1)

Як бачимо, величину дифузійного струму буде визначати градієнт концентрації деполяризатора . Але ця величина сама являється функцією від часу і математично виражається так:

,

де: С – молярна концентрація деполяризатора в розчині; D – коефіцієнт дифузії іонів деполяризатора; t – час дифузії із точки х до поверхні електрода.

Тоді рівняння (1) матиме вигляд:



(2)

Але це рівняння справедливе для дифузії до плоского електрода. У нас капля ртуті, і площа сфери каплі ртуті ,

тоді (3)

де r0 – радіус каплі ртуті, величина не постійна і її замінюють на швидкість витікання ртуті із капіляра – величину постійну , а , тоді ,

отже (4)

( - це є сталі величини, які можна перевести у число).

Підставивши числові значення і замінивши час життя каплі ртуті на період капання , що відповідає максимальному розміру каплі ртуті і помноживши на коефіцієнт 1,53, що показує збільшення дифузійного струму внаслідок руху каплі назустріч дифузії, ми одержимо значення максимального дифузійного струму:

(5)

Але зафіксувати приладами ми можемо тільки 6/7 величини максимального дифузійного струму, тому вимірювана величина дифузійного струму буде відповідати величині граничного дифузійного струму і буде виражатись кінцевим рівнянням:





Це рівняння називається рівнянням Ільковича. Воно дає кількісні співвідношення між факторами, які впливають на величину граничного дифузійного струму:



а) концентрацією деполяризатора , де ;

б) константою капіляра ;

в) природою іонів деполяризатора n;

г) коефіцієнтом дифузії іонів деполяризатора D.

Рівняння Ільковича в першу чергу використовується в кількісному аналізі, оскільки дає простий зв’язок між величиною граничного дифузійного струму та концентрацією деполяризатора в розчині. Ця залежність є прямолінійна (Рис. 4.4.). Е = const = E1/2


Рис. 4.4. Крива залежності величини граничного дифузійного струму від концентрації деполяризатора в розчині




Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


База даних захищена авторським правом ©res.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка