규정 준수 전압

규정 준수 전압은 어떻게 되나요?

포텐시오스탯의 목적

포텐셔스탯의 목적은 작동 전극과 기준 전극인 알려진 기준점 사이에 알려진 전위차를 적용하는 것입니다. 기준 전극의 전위를 안정적으로 유지하려면 전류가 기준 전극을 통해 흐르지 않아야 합니다.

세 번째 전극인 카운터 전극은 전류 부하를 전달합니다. 즉, 작동 전극과 기준 전극 사이에 정의된 전위가 적용되지만 전류는 작동 전극과 카운터 전극 사이에서 측정됩니다.

전류 흐름에 대한 셀 전위

전류가 흐르기 위해서는 작동 전극과 반대쪽 전극 사이에 전위가 가해져야 합니다. 이것이 바로 셀 전위입니다. 작동 전극과 기준 전극 사이의 전위차가 설정 전위가 되도록 조정됩니다. 즉, 카운터 전극의 전위는 작동 전극과 카운터 전극 사이에 충분한 전류가 흐르도록 조정됩니다.

흐르는 전류는 전기화학 이중층의 충전(용량성 충전 전류) 또는 전기화학 반응(패러데이 전류)에 의해 발생할 수 있습니다. 카운터 전극과 작동 전극의 전류는 같은 양이지만 반대 극성을 가져야 합니다(예: 작동 전극에 -1mA가 흐르면 카운터 전극에 +1mA가 흐르도록 해야 합니다).

작동 전극에 작은 전류가 흐르고 큰 카운터 전극을 사용하는 경우 정전용량 충전 전류는 카운터 전극의 전류로 충분할 수 있습니다. 대부분의 상황에서 전기화학 반응은 카운터 전극에서 일어납니다.

산화 및 환원

작동 전극에서 산화가 일어나려면 카운터 전극에서 환원이 필요하며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 카운터 전극과 작동 전극에서 일어나는 산화와 환원은 셀에 필요한 최소 셀 전위를 정의합니다. 작동 전극과 카운터 전극 사이의 전위차는 두 반응을 모두 구동할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다.

실험 설계 시 반대쪽 전극에서의 반응을 고려하지 않는 경우가 많습니다. 이러한 이유로 반대쪽 전극에서 가장 일반적인 반응은 용매의 분리, 예를 들어 물이 양성자와 산소로 산화되거나 물이 수소와 수산화물로 환원되는 것과 같은 반응입니다.

예를 들어, 작동 전극에서 철의 산화는 +200mV 대 RE에서 발생합니다. 물 분리는 카운터 전극에서 가능한 유일한 환원입니다. 물의 환원은 -1.2V vs RE에서 발생합니다. 이는 셀 전위, 작동 전극과 카운터 전극 사이의 차이가 최소 -1.4V임을 의미합니다.

최대 세포 전위 도달

작동 전극의 전류가 높을수록 카운터 전극에 필요한 전류도 높아집니다. 전류를 증가시키기 위해 전위차 조정기는 작동 전극과 카운터 전극 사이의 전위차를 증가시킵니다. 어느 시점에서 최대 셀 전위에 도달하면 더 이상 전위를 높일 수 없습니다.

이는 카운터 전극에 더 이상 정확한 전류가 흐르지 않기 때문에 작동 전극의 전위가 더 이상 정확하지 않을 수 있음을 의미합니다. 포텐시오스탯이 규정 전압에 도달했습니다. 작동 전극의 전위는 도달할 수 있는 마지막 값으로 유지됩니다.

DPV 또는 SWV 동안에는 차동이 0이므로 곡선이 갑작스럽게 전류가 떨어지고 0으로 유지됩니다. 순환 전압 전류도에서는 규정 전압에 도달하는 것이 명확하게 보입니다. 일정한 전위는 코트렐 방정식을 따르는 전류로 이어집니다:

전류 대 시간의 플롯은 전류가 예상되는 전위 의존성 대신 코트렐 방정식에 설명된 대로 시간 의존성을 보인다는 것을 명확하게 보여줍니다.

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기기당 규정 준수 전압

컴플라이언스 전압은 기기마다 다릅니다. 이 개요에서 기기를 비교할 수 있습니다.

EmStat Pico 모듈의 규정 준수 전압은 Sensit 시리즈 전위차계와 동일합니다.