वोल्टामेट्री: इसमें किस प्रकार, प्रकार और अनुप्रयोग शामिल हैं - रसायन विज्ञान - 2025

Voltammetry एक electroanalytical तकनीक है कि एक रासायनिक या एक लागू संभावित प्रजातियों की भिन्नता द्वारा उत्पन्न विद्युत धाराओं से analyte की जानकारी निर्धारित करता है। यही है, लागू संभावित ई (वी), और समय (टी), स्वतंत्र चर हैं; वर्तमान (ए), आश्रित चर।

रासायनिक प्रजातियों को आमतौर पर इलेक्ट्रोएक्टिव होना चाहिए। इसका क्या मतलब है? इसका मतलब है कि इसे इलेक्ट्रॉनों को खोना (ऑक्सीकरण करना) या प्राप्त करना (कम करना) है। शुरू करने के लिए प्रतिक्रिया के लिए, काम करने वाले इलेक्ट्रोड को नर्नस्ट समीकरण द्वारा निर्धारित सैद्धांतिक रूप से आवश्यक संभावित आपूर्ति करनी चाहिए।

स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स से Trina36 द्वारा

वोल्टैमेट्री का एक उदाहरण ऊपर की छवि में देखा जा सकता है। छवि में इलेक्ट्रोड कार्बन फाइबर से बना है, जो विघटन माध्यम में डूबा हुआ है। डोपामाइन ऑक्सीकरण नहीं करता है, जब तक कि उचित क्षमता लागू न हो, दो कार्बोनिल समूह C = O (रासायनिक समीकरण के दाईं ओर) बनाते हैं।

यह ई को विभिन्न मूल्यों के साथ स्कैन करके पूरा किया जाता है, जैसे कि कई कारकों द्वारा सीमित, जैसे कि समाधान, उपस्थित आयन, इलेक्ट्रोड खुद, और डोपामाइन।

समय के साथ अलग-अलग होने से, दो ग्राफ प्राप्त होते हैं: पहला ई वीटी (नीला त्रिकोण), और दूसरा, प्रतिक्रिया सी बनाम टी (पीला)। उनके रूप प्रयोग की शर्तों के तहत डोपामाइन का निर्धारण करने के लिए विशेषता हैं।

वोल्टमेट्री क्या है?

वोल्टैमेट्री को रसायन विज्ञान, जारोस्लाव हेयरोव्स्की में 1922 के नोबेल पुरस्कार विजेता द्वारा पोलारोग्राफी तकनीक के आविष्कार के लिए विकसित किया गया था। इसमें, पारा के ड्रॉप (ईजीएम) के इलेक्ट्रोड को लगातार नवीनीकृत और ध्रुवीकृत किया जाता है।

उस समय इस पद्धति की विश्लेषणात्मक कमियों को अन्य माइक्रोइलेक्ट्रोड के उपयोग और डिजाइन के साथ हल किया गया था। ये कार्बन, महान धातुओं, हीरे और पॉलिमर से सामग्री में बहुत भिन्न होते हैं, उनके डिजाइन, डिस्क, सिलेंडर, शीट में; और यह भी, जिस तरह से वे समाधान के साथ बातचीत करते हैं: स्थिर या घूर्णन।

इन सभी विवरणों का उद्देश्य इलेक्ट्रोड के ध्रुवीकरण का पक्ष लेना है, जो पंजीकृत वर्तमान के क्षय का कारण बनता है जिसे सीमा वर्तमान (i ₁) के रूप में जाना जाता है । यह विश्लेषण की एकाग्रता के लिए आनुपातिक है, और उक्त वर्तमान (i _1/2) की आधी शक्ति प्राप्त करने के लिए आधी शक्ति E (E _1/2) है ।

फिर, वक्र में E _1/2 के मानों को निर्धारित करके जहां E की भिन्नता के साथ प्राप्त धारा को प्लॉट किया जाता है, जिसे वाल्टैम्परोग्राम कहा जाता है, एक विश्लेषक की उपस्थिति की पहचान की जा सकती है। अर्थात्, प्रत्येक विश्लेषण, प्रयोग की शर्तों को देखते हुए, ई _1/2 का अपना मूल्य होगा ।

वोल्टामेट्रिक तरंग

वोल्टामेट्री में आप कई ग्राफ़ के साथ काम करते हैं। इनमें से पहला ई बनाम टी वक्र है, जो समय के एक समारोह के रूप में लागू संभावित मतभेदों के अनुवर्ती की अनुमति देता है।

लेकिन एक ही समय में, विद्युत सर्किट इलेक्ट्रोड के आसपास के क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों को खोने या प्राप्त करके विश्लेषण द्वारा निर्मित सी मूल्यों को रिकॉर्ड करता है।

क्योंकि इलेक्ट्रोड का ध्रुवीकरण होता है, इसलिए कम विश्लेषण इसके समाधान से अलग हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि इलेक्ट्रोड को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, तो प्रजाति X ^- इसके प्रति आकर्षित होगी और इसे केवल इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण द्वारा निर्देशित किया जाएगा।

लेकिन एक्स ^- आप अकेले नहीं हैं: आपके वातावरण में अन्य आयन मौजूद हैं। कुछ एम ⁺ उद्धरण इलेक्ट्रोड के रास्ते में इसे सकारात्मक आरोपों के "समूहों" में संलग्न करके प्राप्त कर सकते हैं; और इसी तरह, एन ^- आयनों इलेक्ट्रोड के चारों ओर फंस सकते हैं और एक्स ^को इसे पहुंचने ^से रोक सकते हैं।

इन भौतिक घटनाओं का योग वर्तमान को खो देता है, और यह सी बनाम ई वक्र में और एस के समान आकार के रूप में मनाया जाता है, जिसे सिग्मॉइड आकार कहा जाता है। इस वक्र को वाल्टमेट्रिक तरंग के रूप में जाना जाता है।

उपकरण

स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स से स्टेन जे क्लिमस द्वारा

वोल्टमेट्री का इंस्ट्रूमेंटेशन एनालिट, सॉल्वेंट, इलेक्ट्रोड के प्रकार और एप्लिकेशन के अनुसार बदलता रहता है। लेकिन, उनमें से अधिकांश बहुमत तीन इलेक्ट्रोडों से बने सिस्टम पर आधारित हैं: एक काम के लिए (1), सहायक (2) और संदर्भ एक (3)।

इस्तेमाल किया जाने वाला मुख्य संदर्भ इलेक्ट्रोड कैलोमेल इलेक्ट्रोड (ईसीएस) है। यह, काम करने वाले इलेक्ट्रोड के साथ मिलकर, संभावित अंतर ΔE को स्थापित करना संभव बनाता है, क्योंकि संदर्भ इलेक्ट्रोड की क्षमता माप के साथ स्थिर रहती है।

दूसरी ओर, सहायक इलेक्ट्रोड उस चार्ज को नियंत्रित करने का प्रभारी होता है जो स्वीकार्य ई मानों के भीतर रखने के लिए, कार्यशील इलेक्ट्रोड को पास करता है। स्वतंत्र चर, लागू संभावित अंतर, कार्यशील और संदर्भ इलेक्ट्रोड की क्षमता को जोड़कर प्राप्त किया जाता है।

प्रकार

स्रोत: डोमडोमग द्वारा, विकिमीडिया कॉमन्स से

ऊपर की छवि ई बनाम टी प्लॉट दिखाती है, जिसे रैखिक स्वीप वोल्टामेट्री के लिए संभावित तरंग भी कहा जाता है।

यह देखा जा सकता है कि जैसे-जैसे समय बीतता है, क्षमता बढ़ती है। बदले में, यह स्वीप एक प्रतिक्रिया वक्र या वोल्टामपरोग्राम सी बनाम ई उत्पन्न करता है जिसका आकार सिग्मॉइड होगा। एक बिंदु आएगा जहां कोई भी ई कितना बढ़ता है, वर्तमान में कोई वृद्धि नहीं होगी।

इस ग्राफ से अन्य प्रकार के वोल्टमैट्री का अनुमान लगाया जा सकता है। कैसे? कुछ तरंगों के बाद अचानक संभावित दालों के माध्यम से संभावित लहर ई बनाम टी को संशोधित करना। प्रत्येक पैटर्न एक प्रकार के वोल्टमैट्री से जुड़ा होता है, और अपने स्वयं के सिद्धांत और प्रयोगात्मक स्थितियों को शामिल करता है।

पल्स वोल्टामेट्री

इस प्रकार के वोल्टामेट्री में, दो या दो से अधिक एनालिटिक्स के मिश्रण जिनका E _1/2 मान एक दूसरे के बहुत करीब होता है, का विश्लेषण किया जा सकता है । इस प्रकार, एक ई के साथ एक analyte _1/2 0.04V की एक ई के साथ एक और की कंपनी में पहचाना जा सकता है _1/2 0.05V की। जबकि रैखिक स्वीप वोल्टामेट्री में, अंतर 0.2 वी से अधिक होना चाहिए।

इसलिए, उच्च संवेदनशीलता और कम पहचान की सीमाएं हैं; अर्थात्, बहुत कम सांद्रता में विश्लेषिकी का निर्धारण किया जा सकता है।

क्षमता की लहरों में सीढ़ी जैसे पैटर्न, झुकाव वाली सीढ़ियाँ और त्रिकोण हो सकते हैं। उत्तरार्द्ध चक्रीय वाल्टामेट्री (अंग्रेजी में संक्षिप्त रूप, पहली छवि के लिए सीवी) से मेल खाती है।

सीवी में, एक संभावित ई को एक दिशा में लागू किया जाता है, सकारात्मक या नकारात्मक, और फिर, समय टी में ई के एक निश्चित मूल्य पर, उसी क्षमता को फिर से लागू किया जाता है लेकिन विपरीत दिशा में। जब उत्पन्न वोल्टाम्परोगोग्राम का अध्ययन करते हैं, तो मैक्सिमा एक रासायनिक प्रतिक्रिया में मध्यस्थों की उपस्थिति को प्रकट करती है।

पुनर्विकास वोल्टमेट्री

यह एनोडिक या कैथोडिक प्रकार का हो सकता है। इसमें पारा इलेक्ट्रोड पर विश्लेषण के इलेक्ट्रोडोडिशन होते हैं। यदि विश्लेषण एक धातु आयन है (जैसे कि सीडी ²⁺), तो एक अमलगम बनेगा; और अगर यह एक अयन है, (जैसे MoO ₄ ^2–) एक अघुलनशील पारा नमक।

फिर, इलेक्ट्रोडेपोसिटिड प्रजातियों की एकाग्रता और पहचान को निर्धारित करने के लिए क्षमता के दालों को लागू किया जाता है। इस प्रकार, पारा लवण की तरह ही, अमलगम को फिर से बनाया जाता है।

अनुप्रयोग

-ऑनोडिक रेडिसोल्यूशन वोल्टामेट्री का उपयोग द्रव में घुली धातुओं की सांद्रता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

-सभी रीडॉक्स या सोखना प्रक्रियाओं के कैनेटीक्स का अध्ययन करने के लिए, खासकर जब इलेक्ट्रोड को एक विशिष्ट विश्लेषण का पता लगाने के लिए संशोधित किया जाता है।

-इस सैद्धांतिक आधार का उपयोग बायोसेंसर के निर्माण के लिए किया गया है। इनके साथ, जैविक अणुओं, प्रोटीन, वसा, शर्करा आदि की उपस्थिति और एकाग्रता को निर्धारित किया जा सकता है।

-दरअसल, यह प्रतिक्रिया तंत्र में बिचौलियों की भागीदारी का पता लगाता है।

संदर्भ

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