전기화학

여기에는 다음과 같은 상호 작용이 포함됩니다.

1. 전하가 반대인 이온과 전하가 같은 이온 사이에서 발생하는 이온-이온,
2. 전해질 이온과 용매 유래 쌍극자 사이에서 발생하는 이온-쌍극자,
3. 쌍극자-쌍극자,
4. 반 데르 발스 힘 및 수소 결합과 같은 기타.

전기 분석 방법의 분류

이러한 방법에는 주로 전극 사이에서 발생하는 전극 반응 및 프로세스 탐색을 기반으로 하는 여러 가지 측정 기술이 포함됩니다. 그러나 기초는 다양한 전기량(예: 분석 물질의 양과 관련된 전압, 전류, 전기 저항)의 측정입니다. 네 가지 기본 그룹으로 분류할 수 있습니다.

1. 외부 전압을 인가하지 않는 방법, 즉 제로 패러데이 전류에서 전극 반응이 일어나는 방법. 이러한 방법의 예로는 일반적으로 사용되는 전위차법(비극성 전극으로 구성된 셀의 EMF 측정을 기반으로 하는 기술)이 있습니다.
2. 전극 반응이 0이 아닌 패러데이 전류에서 발생하는 방법, 즉 외부 전류원에서 전극에 적용되는 전압을 고려합니다. polarography, voltammetry, amperometry, electrogravimetry, coulometry를 포함한 많은 유사한 기술이 있습니다.
3. 전극 반응이 일어나지 않는 방법, 예: 전도도 측정법, 오실로 측정법, 유전율 측정법.
4. 전기 이중층의 변화를 조사하는 방법. 그러한 기술의 예는 계면 활성제 의 흡착 또는 탈착의 결과로 발생하는 이중층의 커패시턴스 변화 측정을 기반으로 하는 텐사메트리입니다.

전기화학적 분석에 사용되는 가장 중요한 기술은 다음과 같이 분류됩니다.

1. 전위차법 – 이온 선택성 전극을 포함한 전극 전위 측정을 기반으로 합니다.
2. 전기량 – 분석 물질의 완전한 전기분해에 필요한 전하 측정을 기반으로 합니다.
3. 전류 측정 – 일정한 전압에서 전류 측정을 기반으로 합니다.
4. voltammetric – 작동 전극의 제어된 전위에서 전류 측정을 기반으로 합니다.

전위차법

이 분석 기술은 테스트 용액에 담긴 두 개의 전극으로 구성된 셀의 기전력(EMF) 측정을 사용합니다. 셀의 EMF 값은 전극의 전위에 직접적으로 의존합니다. 이 전위는 전해질 용액에 존재하는 이온과 그 활동, 진행 중인 전극 공정의 특성에 의해 영향을 받습니다.

전기량 측정법

앞서 언급한 바와 같이 전기량 측정법은 분석된 용액의 전체 질량에서 발생하는 전기분해 현상에 기초한 방법입니다. 정량적 관계는 패러데이의 법칙에 기반을 두고 있는데, 전기분해 동안 전극에서 방출되는 물질의 질량은 용액을 통해 흐르는 전하의 양에 비례한다는 것입니다. 따라서 흐르는 전하를 측정하면서 방출되는 물질을 계산할 수 있습니다. 그러나 조건은 부작용이 없다는 것입니다. 측정에는 전기량계가 사용됩니다. 이 장치는 전해 용기의 전해질을 통해 흐르는 전하를 측정합니다. 전기량 분석은 두 가지 방법으로 수행됩니다.

• 분석물이 전극 중 하나에서 산화되거나 환원되는 경우 직접적으로. 그런 다음 일정한 전극 전위 또는 일정한 전류에서 측정하는 두 가지 기술을 사용할 수 있습니다.
• 간접적으로, 분석물이 분석 생성물과 반응하는 경우. 이것을 전기량 적정이라고 합니다.

전류 측정법

이 기술은 지시 전극의 일정한 전위에서 전기 활성 물질의 농도에 따라 지시 전극을 통해 흐르는 전류를 측정하는 것을 기반으로 합니다. 전기활성 물질 농도의 함수로서 제한 확산 전류의 세기를 측정한다. 전류 측정 적정은 하나 또는 두 개의 극성 전극과 함께 두 가지 기술을 적용하여 사용됩니다.

전도율

이 기술은 두 전극 사이에 놓인 용액의 전기 전도도를 테스트합니다. 전해질 전도도를 측정하는 전해질 용액에 가장 자주 사용됩니다. 전도도 측정의 이론적 기초는 도체의 저항이 길이에 정비례하고 단면적에 반비례한다는 옴의 법칙입니다. 전해질에 대해 이야기할 때 저항의 역수인 전기 전도도 값을 사용합니다. 비전도율은 길이 1cm, 단면적 1cm ² 의 주어진 전해질 컬럼의 전도율을 의미합니다. 이 값의 비율을 전해 전지 상수라고 합니다. 전도도는 전해질의 종류, 농도 및 온도에 따라 다릅니다. 고전 전도도 측정 기법을 사용한 측정은 가변 전압(1-10kHz)이 적용된 두 개의 백금 전극 사이에 위치한 용액 컬럼의 전도도 측정을 기반으로 합니다. 무전극 기술, 직접 기술 및 전도도 적정과 같은 기술의 다른 변형도 있습니다.

전압전류법

이 기술을 사용한 측정 결과는 스펙트럼의 특성을 갖는 작동 전극의 전위에 대한 전류의 의존성을 보여주는 그래프입니다. 주어진 조건에서 동일한 용매를 사용하면 많은 물질이 고유한 전위에서 산화 또는 환원 파동을 가집니다. 따라서 분석 물질의 정성적 결정이 가능합니다. 이 기술에서는 전극에 적용된 전압에 대한 전류 강도의 의존성을 측정합니다. 이 기술을 사용하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 전위가 선형으로 변하는 전압 전류법, 순환 전압 전류법 및 반전 전압 전류법. 그 중 가장 인기 있는 것은 3개의 전극이 있는 전해조를 사용하는 순환전압전류법이다. 그들 각각은 특정 기능을 수행합니다. 첫 번째는 작업 전극, 두 번째는 보조 전극, 세 번째는 기준 전극입니다. 작동 전극과 보조 전극 사이에 전류가 흐릅니다. 작동 전극의 전위를 측정한 다음 기준 전극을 기준으로 설정합니다. 이것이 작동 전극과 기준 전극 사이의 전압을 실제로 설정하는 방법입니다. 그런 다음 전류가 흐르고 두 전극에서 발생하는 프로세스에 따라 전위가 설정됩니다. 그들 사이의 차이는 적용된 전압과 같습니다.

폴라로그래피

이 기술은 전압 전류법과 매우 유사하지만 사용되는 전극이 다릅니다. 전압 전류법의 경우 작동 전극은 항상 고정되어 있습니다. 이에 반해 폴라로그래피의 경우 작용극은 표면이 연속적으로 또는 주기적으로 갱신되는 액체전극(Hg)이다. 이 용어는 클래식 폴라로그래피 – DC, AC 정현파, AC 직사각형 및 펄스 차동을 포함한 많은 기술을 포함합니다.