你對(duì)旋轉(zhuǎn)圓盤電極的基本工作原理知道多少？
2021-11-04
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旋轉(zhuǎn)圓盤電極廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代電分析化學(xué)及電極過程和均相化學(xué)反應(yīng)的研究，當(dāng)電極自身旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以使溶液在電極表面進(jìn)行有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)（即層流運(yùn)動(dòng)），并且電極表面擴(kuò)散層厚度隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。因此，使對(duì)流擴(kuò)散方程得到一個(gè)確切的分解。
旋轉(zhuǎn)圓盤電極的基本工作原理：
該電極廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代電分析化學(xué)，以及電極動(dòng)力學(xué)的研究。從四十年代就對(duì)電極的流體力學(xué)模型和質(zhì)量傳遞方程進(jìn)行了大量的研究，其嚴(yán)格的，極限擴(kuò)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(kuò)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(dòng)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(kuò)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(duì)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(kuò)散系數(shù)D。
δ=1.61D1/3ω-1/2γ-1/6
式中：
δ：擴(kuò)散層厚度。
D：被測電原性物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)。Cm2/秒。
γ：溶液的動(dòng)力粘度。Cm2/秒。
ω：旋轉(zhuǎn)速度。轉(zhuǎn)速/秒。
由此可見，旋轉(zhuǎn)圓盤電極表面擴(kuò)散層有效厚度δ是一個(gè)可準(zhǔn)確計(jì)算的量，一旦知道D、γ、ω就可計(jì)算δ，電極表面擴(kuò)散層有效厚度δ具有這些優(yōu)點(diǎn)，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。
