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旋轉(zhuǎn)圓盤電極的基本工作原理是什么?

2024-11-11 [2330]
   旋轉(zhuǎn)圓盤電極是電極理論與流體動力學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,因此它也稱為流體動力學(xué)電極。其工作原理的基本要點是:物質(zhì)傳遞和電流密度受控于電化學(xué)活性物質(zhì),而電化學(xué)活性物質(zhì)的運動是按流體動力學(xué)規(guī)律進行的。
旋轉(zhuǎn)圓盤電極
  基本工作原理:
  旋轉(zhuǎn)圓盤電極廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代電分析化學(xué),以及電極動力學(xué)的研究。從四十年代就對該電極的流體力學(xué)模型和質(zhì)量傳遞方程進行了大量的研究,其嚴格的,極限擴散電流方程式為:
  Id=0.62nFAD2/3ω1/2γ-1/6C
  式中:
  Id:圓盤電極的極限擴散電流,A/Cm2
  n:參與電化學(xué)反應(yīng)的電子數(shù)Cm2/秒。F:法拉第常數(shù)。
  γ:溶液的動力學(xué)粘度。Cm2/秒。
  ω:電極的旋轉(zhuǎn)速度。弧度/秒。
  C:被測離子的濃度。
  由方程式可知,電極的極限擴散電流Id和轉(zhuǎn)速V的平方根成良好的線性關(guān)系,如以Id對N½作圖,可得一直線,其斜率為0.62nFAD2/3γ-1/6C,則可求出反應(yīng)粒子的擴散系數(shù)D。
  δ=1.61D1/3ω-1/2γ-1/6
  式中:
  δ:擴散層厚度。
  D:被測電原性物質(zhì)的擴散系數(shù)。Cm2/秒。
  γ:溶液的動力粘度。Cm2/秒。
  ω:旋轉(zhuǎn)速度。轉(zhuǎn)速/秒。
  由此可見,電極表面擴散層有效厚度δ是一個可準(zhǔn)確計算的量,一旦知道D、γ、ω就可計算δ,電極表面擴散層有效厚度δ具有這些優(yōu)點,使之在電分析化學(xué)及工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。