Уравнение коттрелла - Cottrell equation

В электрохимия, то Уравнение Коттрелла описывает изменение электрический ток относительно времени в контролируемом потенциальном эксперименте, таком как хроноамперометрия. В частности, он описывает текущую реакцию, когда потенциал является ступенчатой ​​функцией во времени. Это было получено Фредерик Гарднер Коттрелл в 1903 г.[1] Для простого редокс событие, такое как ферроцен / ферроцений, измеренный ток зависит от скорости, с которой аналит диффундирует к электроду. То есть ток считается "контролируемая диффузия". Уравнение Коттрелла описывает случай плоского электрода, но его также можно вывести для сферической, цилиндрической и прямоугольной геометрии с помощью соответствующих оператор лапласа и граничные условия в сочетании с Второй закон диффузии Фика.[2]

куда,

i = ток, в единицах A
n = количество электронов (например, для восстановления / окисления одной молекулы аналита j)
F = Постоянная Фарадея, 96485 Кл / моль
A = площадь (плоского) электрода в см2
cj0 = начальная концентрация восстанавливаемого аналита j в моль / см3;
Dj = коэффициент диффузии для вида j в см2/ с
t = время в с.

Отклонения от линейности на графике зависимости i от t−1/2 иногда указывают, что событие окислительно-восстановительного потенциала связано с другими процессами, такими как ассоциация лиганд, диссоциация лиганда или изменение геометрии.

На практике уравнение Коттрелла упрощается до

я = kt−1/2, где k - набор констант для данной системы (n, F, A, cj0, Dj).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Коттрелл, Ф. Г. (1903-01-01). "Der Reststrom bei galvanischer Polarization, Betrachtet als ein Diffusionsproblem". Zeitschrift für Physikalische Chemie (на немецком). Walter de Gruyter GmbH. 42U (1): 385. Дои:10.1515 / зпч-1903-4229. ISSN  2196-7156.
  2. ^ Bard, A.J .; Фолкнер, Л. Р. «Электрохимические методы. Основы и приложения »2-е изд. Вили, Нью-Йорк. 2001 г. ISBN  0-471-04372-9