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Voltamétrie cyclique (CV)

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Voltamétrie cyclique, ou CV, est une technique utilisée pour étudier un large éventail de propriétés électrochimiques d’un analyte ou système.

Voltamétrie expériences réalisées en appliquant un balayage potentiel à un système électrochimique et ensuite mesurer le courant qui en résulte. L’intrigue qui en résulte du potentiel appliqué contre courant est appelé un voltamogramme.

Voltampérométrie cyclique est exécutée de la même manière, sauf qu’après qu’un balayage linéaire de potentiel atteint la valeur définie, il est alors inclinée dans la direction opposée vers le potentiel initial. La forme de la voltamogramme, spécifiquement les pics et les lieux de pic, fournit des clés perspicacité dans les propriétés de l’analyte, tels que l’oxydo-réduction, ou les potentiels rédox.

Cette vidéo vous montrera comment installer, exécuter et interpréter la voltampérométrie cyclique des expériences en laboratoire.

Voltampérométrie cyclique est généralement effectuée dans une cellule de trois électrodes. Tout d’abord, l’électrode de travail est où s’effectue la réaction d’intérêt. Électrodes sont souvent faits de matériaux inertes, tels que l’or, de platine ou de carbone.

Ensuite, la contre-électrode est utilisée pour fermer le circuit de courant dans la cellule. Il est également composé de matériaux inertes, plus souvent un fil de platine. Enfin, l’électrode de référence est utilisé comme point de référence pour le système, car il a un potentiel stable et bien connu. Ainsi, le potentiel appliqué est signalé contre le potentiel de référence.

La cellule contient l’analyte, qui se dissout dans un solvant. Le solvant ne puisse réagir avec l’analyte et ne peut pas être redox actif au sein de la fenêtre de numérisation souhaitée. Dans la plupart des expériences, un électrolyte est utilisé pour minimiser la résistance de la solution. L’électrolyte est souvent une solution de sel, car il a une force ionique élevée et la conductivité.

Pour exécuter un test électrochimique dans une cellule de trois électrodes, courant est induit entre les électrodes de travail et compteur. Potentiel appliqué est contrôlée en manipulant la polarisation de la contre-électrode. Toutefois, le potentiel est mesuré entre l’électrode de travail et le potentiel stable connu de l’électrode de référence. Le potentiel est ajusté par la suite afin de maintenir une différence de potentiel spécifiée entre les électrodes de référence et de travail.

Dans une expérience de CV, le potentiel est inclinée linéairement au potentiel « switching » et est alors inversé vers le potentiel départ, rendant ainsi un balayage « cyclique ». Les limites éventuelles sont qualifiées de la fenêtre de scan. Le voltamogramme qui en résulte présente des caractéristiques correspondant aux événements de l’oxydo-réduction dans le système.

Pour un événement de redox d’un seul électron, le balayage de potentiel avant se traduit par un pic cathodique. Ce « pic cathodique potentiel, » l’analyte est réduit, ce qui signifie que les électrons sont gagnées. Le balayage inverse provoque un pic anodique, où oxydation se produit. À ce « pic anodique potentiel, » les électrons sont dépouillés du produits formés dans le balayage vers l’avant. Les formes de ces pics sont fortement tributaires de la concentration de l’analyte, vitesse de balayage et des conditions expérimentales.

Maintenant que les bases de la voltampérométrie cyclique ont été expliquées, nous allons jeter un coup d’oeil à la façon d’exécuter une analyse de CV dans le laboratoire.

Pour commencer la procédure, préparer 10 mL d’une solution mère de l’électrolyte. Ajouter la solution d’électrolyte à cellule électrochimique. Ajouter un petit, placer la cellule sur une plaque de remuer et couronner.

Remuer et dégazer la solution avec un léger courant d’azote gazeux. Cette commande supprime l’oxygène, qui est l’oxydo-réduction active. Avant utilisation, rincez l’électrode de référence avec le solvant et sécher avec un Kimwipe. Ensuite, Nettoyez délicatement les électrodes de travail et compteur conformément aux directives des fabricants.

Alors que la solution est de dégazage, introduire les trois électrodes en téflon cellule haut. Connecter les électrodes aux conducteurs appropriés de l’installation.

Obtenir une analyse en arrière-plan pour vérifier que la solution n’est pas électrochimiquement active dans le domaine de la fenêtre de scan. De l’analyse qui en résulte, vérifier qu'il n’y a aucune impuretés ou l’oxygène restant. Si les événements d’oxydo-réduction sont présents, nettoyer les électrodes et la verrerie et refaire la solution.

Combiner l’analyte d’intérêt avec la solution d’électrolyte. Remuer et dégazer la solution avec un courant d’azote sec pour enlever l’oxygène. Réaliser plusieurs expériences de voltamogramme cyclique à plusieurs vitesses de balayage, selon les capacités du système. Commencer chaque scan à circuit ouvert potentiel, la valeur lorsqu’aucun flux actuels.

Méthodiquement, varier les fenêtres de balayage afin d’isoler les événements d’oxydo-réduction d’intérêt. Varier le sens de balayage pour assurer il n’influe pas sur les événements. Effectuez cette étape à différentes vitesses de balayage. Une fois que tous les scans ont été collectés, desserrer et enlever chaque électrode de la cellule. Rincez l’électrode de référence et essuyer avec une lingette de Kim. Stockez-le dans la solution de stockage d’électrode. Doucement les électrodes de travail et compteur avant stockage et rincer la cellule de l’électrode.

Les voltampérogrammes cycliques qui en résultent sont analysés et les données actuelles et possibles pour réduction et événements d’oxydation sous chaque montage expérimental sont notées.

CV peut être utilisée pour déterminer si les réactions rédox sont réversibles ou irréversibles. Dans un système réversible, réduction et oxydation se produit, produisant des sommets respectifs. En outre, le rapport du courant cathodique à courant anodique doit être approximativement de 1. Enfin, dans un système réversible, la moyenne des pics potentiels sont affectée par le taux potentiel de scan.

Dans un système irréversible, il n’y a aucun Pic inverse. En outre, le courant de crête doit être proportionnel à la racine carrée de la vitesse de balayage.

Domaines d’étude qu’espèces électroactives utilisation bénéficient d’expériences de CV.

La dopamine est un neurotransmetteur long-étudié, connu pour son importance est l’abus des drogues, les maladies psychiatriques et troubles dégénératifs. La possibilité d’examiner la libération de dopamine en temps réel a été un objectif des neurosciences. Dans cet exemple, l’oxydation de la dopamine dans le cerveau est mesurée avec des microélectrodes, à l’aide de CV divers agents pharmacologiques ont été appliquées à la région d’intérêt pour tester leur effet sur la libération de dopamine du cerveau.

La capacité des prothèses neurales enregistrement diminue avec post-implantatoire fois. Dans cet exemple, CV a été utilisée pour contrôler l’efficacité de l’implant.

Le matériau d’électrode et rugosité, ainsi que les tissus environnants ont influencé la forme de la courbe. Une capacité de transport de charge élevée, déterminée par l’aire de la courbe, a indiqué une configuration fonctionne bien. Une impulsion brève tension a été utilisée pour rajeunir l’implant.

Systèmes microbiens bioelectrochemical sont un domaine en pleine croissance d’étude avec des applications telles que la biorestauration.

Certaines bactéries sont électrochimiquement actives, en particulier lorsqu’ils sont assemblés en couches sur une surface, appelées biofilms. Ces cellules ont été cultivées dans un bioréacteur et contrôlées par voie électrochimique. Lorsque les cellules a augmenté le bioréacteur, voltamétrie cyclique a été utilisée pour surveiller le courant produit par les cellules, déterminant ainsi lorsque les réactifs ont été épuisés.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la voltampérométrie cyclique. Vous devez maintenant comprendre comment exécuter et interpréter une analyse de CV.

Merci de regarder !

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