合规电压

顺应电压是施加在工作电极和对电极之间的最大电压。另一个名称是最大电池电位。

合规电压是多少?

恒电位仪的用途

恒电位仪的目的是在工作电极和已知参考点(即参比电极)之间施加已知 电位差。为了保持参比电极电位的稳定,电流不应流过参比电极。

第三个电极,即对电极,承载电流负荷。这意味着在工作电极和参比电极之间施加一个确定的电位,但电流是在工作电极和对电极之间测量的。

电流流动的电池电位

要产生电流,必须在工作电极和对电极之间施加电位。这就是电池电位。其调节方式是使工作电极和参比电极之间的电位差达到设定电位。或者换句话说,对电极的电位是以这样一种方式调节的,即在工作电极和对电极之间有足够的电流流动。

流动电流可能是由电化学双电层充电(电容充电电流)或电化学反应(法拉第电流)引起的。反电极和工作电极上的电流必须相同,但极性相反,例如,如果工作电极上的电流为 -1 mA,反电极上的电流必须为 +1 mA。

如果工作电极上的电流较小,而使用的对电极较大,则电容充电电流足以作为对电极的电流。在大多数情况下,对电极会发生电化学反应。

氧化和还原

工作电极的氧化需要反电极的还原,反之亦然。在对电极和工作电极上发生的氧化和还原反应决定了电池所需的最小电池电位。工作电极和对电极之间的电位差必须足够大,以驱动这两个反应。

实验设计往往没有考虑到反电极上的反应。因此,反电极上最常见的反应是溶剂(例如水)的分裂,即水被氧化成质子和氧,或水被还原成氢气和氢氧化物。

例如,铁在工作电极上的氧化作用发生在 +200 mV 与 RE 之间。水的分裂是对电极上唯一可能的还原。水的还原发生在-1.2 V vs RE。这意味着电池电位,即工作电极和对电极之间的电位差至少为 -1.4 V。

达到最大电池电位

工作电极上的电流越大,反电极上所需的电流就越大。为了增加电流,恒电位仪会增加工作电极和对电极之间的电位差。在某一点上,电池电位达到最大值,不能再增加。

这意味着工作电极的电位可能不再正确,因为正确的电流无法再流过对电极。恒电位仪已达到其合规电压。工作电极的电位将保持在它能达到的最后一个值。

在 DPV 或 SWV 期间,这意味着差值为 0,因此曲线显示电流突然下降并保持在 0。恒定的电位将导致电流遵循 Cottrell 方程:

电流与时间的关系图清楚地表明,电流呈现出科特雷尔方程所描述的时间依赖性,而不是预期的电位依赖性。

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每个仪器的合规电压

每个仪器的合规电压不同。在此概览中,您可以对仪器进行比较。

请注意,EmStat Pico 模块的合规电压与 Sensit 系列恒电位仪相同。