E1
Hình 2.1: Đồ thị quét thế vòng (cyclicvoltametry)
Biến thiên điện thế theo thời gian có thể xác định theo các công thức sau: E = E1 + v. Khi 0 < <
E2 = E1 + v. Khi = E = E2 – v( - ) Khi >
Trong đó:
v - Tốc độ quét thế (mV/s)
- Thời điểm đổi chiều quét thế (s)
- Thời gian (s)
E1 – Điện thế ban đầu (V) E2 – Điện thế kết thúc (V)
Nguyên lý của phƣơng pháp là áp vào điện cực nghiên cứu một tín hiệu điện thế biến thiên tuyến tính theo thời gian từ E1 đến E2 và ngƣợc lại (hình 2.1), đo dòng đáp ứng theo điện thế tƣơng ứng sẽ cho ta đồ thị CV biểu diễn mối quan hệ dòng - thế. Các quá trình oxi hóa – khử xảy ra của các phản ứng điện hóa đƣợc thể hiện trên các đƣờng cong vôn – ampe (hình 2.2). Mỗi pic xuất hiện khi ta quét thế về phía âm ứng với quá trình khử, mỗi pic xuất hiện
, s
E2 E
23
khi ta quét thế về phía dƣơng ứng với quá trình oxi hóa. Từ đƣờng cong vôn – ampe thu đƣợc ta có thể đánh giá đƣợc tính chất điện hóa đặc trƣng của hệ.
Với hệ thống thuận nghịch:
Khi quét CV cho bề mặt điện cực nghiên cứu, đồ thị phụ thuộc của điện thế và dòng điện có dạng:
Hình 2.2:Quan hệ giữa điện thế và dòng điện trong quét thế tuần vòng
Dòng cực đại:
ip, R = -2,69.105.n3/2.Do 1/2
.Co.v1/2 (32) Trong đó :
n – Số điện tử tƣơng đối Do – Hệ số khuyếch tán cm2/s
Co – Nồng độ ban đầu của chất Oxi hóa, mol ở 2980
K p,R p.2,R 59mV
n
(không phụ thuộc vào tốc độ quét thế) và
p.O p.R I 1 I Với hệ thống bất thuận nghịch Dòng điện cực đại: i (mA/cm2) E (V)
24 o p,R o o p,R 1 n.F I 0, 227.n.P.A.C .K .exp RT (33)
Với: A – Diện tích điện cực, cm2
C0 – Nồng độ chất oxi hóa trong dung dịch, mol/dm3