Tensión de conformidad

¿Cuál es la tensión de conformidad?

Finalidad de un potenciostato

La finalidad de un potenciostato es aplicar una diferencia de potencial conocida entre el electrodo de trabajo y un punto de referencia conocido, que es el electrodo de referencia. Para mantener estable el potencial del electrodo de referencia, la corriente no debe fluir a través del electrodo de referencia.

Un tercer electrodo, el contraelectrodo, soporta la carga de corriente. Esto significa que se aplica un potencial definido entre el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia, pero la corriente se mide entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo.

Potencial de la célula para el flujo de corriente

Para que fluya una corriente, debe aplicarse un potencial entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo. Éste es el potencial de la célula. Se ajusta de forma que la diferencia de potencial entre el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia sea el potencial ajustado. O dicho de otro modo, el potencial del contraelectrodo se ajusta de forma que fluya suficiente corriente entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo.

Las corrientes que fluyen pueden deberse a la carga de la doble capa electroquímica (corriente de carga capacitiva) o a una reacción electroquímica (corriente de Faraday). La corriente en el contraelectrodo y el electrodo de trabajo debe tener la misma cantidad pero polaridades opuestas, por ejemplo, si -1 mA fluye en el electrodo de trabajo +1 mA debe fluir en el contraelectrodo.

Si en el electrodo de trabajo fluyen corrientes pequeñas y se utiliza un contraelectrodo grande, la corriente de carga capacitiva puede bastar como corriente del contraelectrodo. En la mayoría de las situaciones, se producirá una reacción electroquímica en el contraelectrodo.

Oxidación y reducción

La oxidación en el electrodo de trabajo requiere una reducción en el contraelectrodo y viceversa. La oxidación y la reducción que se producen en el contraelectrodo y en el electrodo de trabajo definen el potencial mínimo requerido para la célula. La diferencia de potencial entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo debe ser lo suficientemente grande como para provocar ambas reacciones.

A menudo, el diseño de un experimento no tiene en cuenta la reacción en el contraelectrodo. Por ello, la reacción más común en el contraelectrodo es la división del disolvente, que es por ejemplo el agua, es decir, la oxidación del agua a protones y oxígeno o la reducción del agua a hidrógeno e hidróxido.

Por ejemplo, la oxidación del hierro en el electrodo de trabajo se produce a +200 mV frente a RE. La división del agua es la única reducción posible en el contraelectrodo. La reducción del agua se produce a -1,2 V frente a RE. Esto significa que el potencial de la célula, la diferencia entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo es de -1,4 V como mínimo.

Potencial celular máximo alcanzado

Cuanto mayor sea la corriente en el electrodo de trabajo, mayor será la corriente necesaria en el contraelectrodo. Para aumentar la corriente, el potenciostato aumenta la diferencia de potencial entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo. Llega un momento en que se alcanza el potencial máximo de la célula y no se puede aumentar más.

Esto significa que el potencial del electrodo de trabajo podría dejar de ser correcto, porque la corriente correcta ya no puede fluir a través del contraelectrodo. El potenciostato llegó a su tensión de cumplimiento. El potencial del electrodo de trabajo permanecerá en el último valor que pudo alcanzar.

Durante DPV o SWV esto significa que el diferencial es 0 y por lo tanto la curva muestra una caída repentina de la corriente y se mantiene en 0. En un Voltamperograma Cíclico alcanzando el voltaje de cumplimiento es claramente visible. El potencial constante conducirá a una corriente siguiendo la ecuación de Cottrell:

El trazado de la corriente en función del tiempo muestra claramente que la corriente muestra una dependencia temporal, tal como describe la ecuación de Cottrell, en lugar de la dependencia potencial esperada.

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Tensión de conformidad por instrumento

La tensión de conformidad difiere según el instrumento. En este resumen puede comparar los instrumentos.

Tenga en cuenta que el módulo EmStat Pico tiene la misma tensión de conformidad que los potenciostatos de la serie Sensit.