ХРОНОАМПЕРОМЕТРІЯ

ХРОНОАМПЕРОМЕТРІЯ — електрохімічний метод аналізу і дослідження, заснований на використанні залежності сили електричного струму, що проходить через поляризований індикаторний електрод, від часу. У Х., як правило, застосовують триелектродні комірки, що мають індикаторний і допоміжний електроди, через які проходить електричний струм, і електрод порівняння, відносно якого контролюють потенціал індикаторного електрода. Індикаторні електроди виготовляють з платини або графіту, іноді застосовують ртутний електрод у вигляді завислої ртутної краплі. Електрод може мати форму пластинки, циліндра або сфери. Допоміжний електрод виготовляють з платини або графітових матеріалів у вигляді пластинки. Як електроди порівняння застосовують каломельні або хлорсрібні електроди. Хроноамперометричні вимірювання виконують дуже швидко — за кілька секунд. Тому для фіксування електричного струму на цей час застосовують осцилограф або швидкодіючий діаграмний самописець. Розчин, що досліджується, під час хроноамперометричних вимірювань не перемішують, і перенесення маси речовини до індикаторного електрода проходить лише за рахунок дифузії. Залежність дифузійного струму Ід від концентрації (с) речовини, яку досліджують, на плоскому електроді (лінійна дифузія) описується рівнянням Коттреля: Hronoamperametria_1.eps, де n — кількість електронів, які беруть участь у електрохімічній реакції; F — число Фарадея; S — площа електрода; D — коефіцієнт дифузії; t — час. Аналогічні рівняння одержані для циліндричної та сферичної дифузії, але мають більш складний вигляд.

На практиці частіше використовують такі методи Х.: 1) Х., що базується на стрибкоподібній зміні потенціалу індикаторного електрода від потенціалу розімкнутого ланцюга до певного кінцевого потенціалу з фіксуванням зміни величини електричного струму, який проходить через індикаторний електрод, залежно від часу; 2) Х., що ґрунтується на стрибкоподібній зміні потенціалу індикаторного електрода від певної вихідної величини (Евих) до заданого потенціалу (Езад) з фіксуванням зміни величин електричного струму, що проходить через індикаторний електрод, залежно від часу. Збуджувальний сигнал (стрибкоподібна зміна потенціалу) і форма сигналу, яку спостерігають, для методів 1 та 2 показані на рис. 1:

Hronoamperametria_2.eps

Рис. 1. Х. зі стрибкоподібною зміною потенціалу індикаторного електрода: а — стрибкоподібна зміна потенціалу; б — хроноамперометрична крива

3) циклічна Х., або Х. з подвійною стрибкоподібною зміною потенціалу індикаторного електрода. У цьому методі стрибкоподібна зміна потенціалу індикаторного електрода відбувається двічі. Спочатку на індикаторному електроді проходить стрибкоподібна зміна потенціалу, що призводить до здійснення на ньому, напр., процесу відновлення. Потім через деякий час на індикаторному електроді відбувається зворотна стрибкоподібна зміна потенціалу, що спричиняє виникнення на ньому вже процесу окиснення. В обох випадках фіксують зміну величини електричного струму залежно від часу. Збуджуючий сигнал (стрибкоподібна зміна потенціалу) і форма сигналу, що спостерігається, показані на рис. 2.

Hronoamperametria_3.eps

Рис. 2. Циклічна Х.: а — стрибкоподібна зміна потенціалу; б — хроноамперометрична крива

Хроноамперометричні методи застосовуються для аналізу низьких концентрацій лікарських речовин та їх метаболітів, для досліджень кінетики електроокиснення та електровідновлення органічних лікарських речовин.

Плембек Дж. Электрохимические методы анализа. Основы теории и применения. — М.,1985; Юинг Г. Инструментальные методы анализа. — М., 1989.