CHƢƠNG 2 : PHƢƠNG PHÁP NGHIấN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
2.1. PHƢƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.1.3. Cỏc phương phỏp nghiờn cứu điện húa
Nghiờn cứu điện húa đƣợc tiến hành trờn thiết bị đo điện húa đa năng Autolab/PGSTAT30 tại Viện Kỹ thuật Nhiệt Đới, Viện Hàn lõm khoa học và cụng nghệ Việt Nam với cỏc kỹ thuật chủ yếu là von-ampe vũng (CV) và von-ampe súng vuụng (SV).
2.1.3.1. Phương phỏp quột thế vũng (CV)
Phƣơng phỏp này thực hiện việc quột điện ỏp giữa hai giỏ trị (V và V2) của vật liệu nghiờn cứu với một tốc độ cố định. Khi đạt tới giỏ trị V2 chiều quột sẽ đƣợc đảo ngƣợc xuụi trở lại V1. Điện thế biến đổi tuyến tớnh theo thời gian.
Hỡnh 2.3. Phƣơng phỏp quột thế vũng (CV)
Theo hƣớng anot hay catot cú thể quan sỏt đƣợc cỏc pic tƣơng ứng với quỏ trỡnh oxi húa hay khử của chất ban đầu và chất trung gian đƣợc tạo thành. Với hệ thuận nghịch, khi quột CV cho bề mặt điện cực nghiờn cứu, đồ thị sự phụ thuộc của điện thế và dũng điện cú dạng nhƣ hỡnh 2.4.
2.1.3.2. Phương phỏp von-ampe súng vuụng (SWV)
Phƣơng phỏp von-ampe súng vuụng (SWV) là phƣơng phỏp cải tiến từ phƣơng phỏp CV để tăng độ nhậy của phộp đo. Ngƣời ta đặt chồng lờn điện ỏp một chiều một điện ỏp xoay chiều dạng vuụng gúc và ghi cƣờng độ dũng vào cuối chu kỳ của thế xung vuụng (nửa dƣơng). Trong điều kiện đú thành phần dũng tụ điện gần nhƣ bị triệt tiờu, dũng thu đƣợc chớnh là dũng điện phõn.
: Điện ỏp một chiều : Điện ỏp xoay chiều Hỡnh 2.5. Cỏc thành phần điện ỏp trong SWV
Hỡnh 2.6. Dạng tớn hiệu đo của phƣơng phỏp SWV
i
E
ip = i1 – i2
t E
Phƣơng phỏp cực phổ súng vuụng đƣợc đƣa ra bởi Barker và Jenkin (1582). Phƣơng phỏp này điện cực giọt thuỷ ngõn đƣợc phõn cực bằng một điện ỏp một chiều biến thiờn theo thời gian, đƣợc cộng thờm vào một điện ỏp xoay chiều dạng vuụng gúc cú tần số 125 – 200Hz và cú biờn độ cú thể thay đổi từ 1- 5mV. Mặc dự điện cực đƣợc phõn cực thƣờng xuyờn bằng điện ỏp xoay chiều cộng vào điện ỏp một chiều nhƣng nhờ một thiết bị đồng bộ ngƣời ta chỉ ghi cƣờng độ dũng vào khoảng thời gian hẹp vào cuối mỗi giọt, cú thể là 2 giõy sau khi tạo thành giọt trong một khoảng 100 – 200 giõy ứng với cuối nửa chu kỳ trong điều kiện đú.
Trong thực tế ngƣời ta thƣờng đo cƣờng độ dũng điện ở hai thời điểm, sau khi nạp xung khoảng 17ms và sau khi ngắt xung 17ms.
Hiệu của hai giỏ trị dũng điện này là tớn hiệu đầu ra. Sự phụ thuộc của hiệu dũng điện này theo thế điện cực cú dạng đỉnh pớc nhƣ trờn.
Ở tại đỉnh pớc là Epớc tƣơng đƣơng nhƣ E1/2 trong cực phổ cổ điển. Bằng phƣơng phỏp cực phổ súng vuụng cú thể đạt độ nhạy tới 10-7M và độ chọn lọc là 10000.
Nhƣợc điểm của phƣơng phỏp này là độ nhạy giảm khi tăng tớnh thuận nghịch của quỏ trỡnh điện cực. Giỏ trị đỉnh Ipớc đƣợc tớnh theo phƣơng trỡnh :
Ip = K . n2 . D1/2 . ΔEA . CA Trong đú :
K = Hằng số
n : Số electron trao đổi trong phản ứng D : Hệ số khuếch tỏn
ΔEA : Biờn độ xung
CA : Nồng độ chất phõn tớch trong dung dịch
Hiện nay phƣơng phỏp cực phổ súng vuụng đƣợc mở rộng thành phƣơng phỏp Von – ampe súng vuụng. Toàn bộ quỏ trỡnh đo của phƣơng phỏp này trờn giọt thuỷ
ngõn với bƣớc quột thế nhanh với xung súng vuụng 5 – 10 giõy, biờn độ xung 50mV đƣợc thờm vào, thời gian đặt xung với tần số 250 Hz cú tốc độ quột 1000mV/s vỡ thế điều kiện đo này chỉ xảy ra trờn giọt thuỷ ngõn là tốt