Bespreek voltammetrie/grensdiffusiestroom/halfwaardepotentiaal
en teken grafiek
Voltammetrie is een elektro-analytische methode om de chemische samenstelling
van stofmengsels te achterhalen aan de hand van het stroomverloop in functie van
de spanning. Dus de stroom wordt gemeten van een elektrochemische cel in functie
van de potentiaal, nadat de potentiaal van de werkelektrode versus de referentie-
elektrode wordt gevarieerd in de tijd. Omdat er een elektrolysecel gebruikt wordt
moet je chemische redactie geïnduceerd worden. Dit gebeurd door het aanbrengen
van een externe spanning die groter is dan de spontane potentiaal van de cel.
Elektroactieve substanties: kunnen relatief makkelijk geoxideerd/gereduceerd
worden indien er een voldoende spanning wordt aangelegd. Veel biologische
sbstanties zijn elektroactief wanneer de aangelegde potentiaal hoog genoeg is.
Er zijn 2 types:
• Polarografie: hierbij wordt een druppelende kwikelektrode gebruikt als
meetelektrode
• Amperometrie: hierbij wordt met een vaste Δ potentiaal tussen de werk- en
referentie-elektrode gewerkt.
Methode: een halfcel bevindt zich in een oplossing met een elektro-reduceerbaar
analyt. De werkelektrode wordt steeds meer negatief geladen. De
werkelektrode gaat elektronen afstaan, wat zorgt voor een reductie van het
analyt en het ontstaan van stroom. De stroom wordt gemeten en uitgezet
tegen het potentiaal. Wanneer het potentiaal verhoogd wordt is er meer
reductie en dus een verhoging van de stroom. Bij een bepaalde potentiaal
ontstaat er een evenwicht tussen de snelheid waarop het analyt gereduceerd
wordt en de snelheid waarop het door diffusie tot bij
de elektrode komt. Dit is een plateau waarbij verdere
verhoging van het potentiaal geen effect meer heeft
op de stroomsterkte.
Grensdiffusiestroom: het evenwicht tussen snelheid
waarop analyt gereduceerd wordt en de snelheid
waarop het door diffusie tot de elektrode komt.
Ookwel plateau of limietstroom genoemd. Is
rechtevenredig met de concentratie Idg = K.C
Halfwaardepotentiaal: karakteristiek voor het elektro-
actieve bestanddeel.
Voordelen: hoge gevoeligheid en laag detectielimiet
Tabel 1 polarografische golf
,Bespreek en geef schematische tekening Danielcel/Galvanische cel
In een galvanische cel verloopt de chemische reactie ten opzichte van de
elekntronen spontaan, dit is dus een zelfonderhoudende redoxreactie. Het
potentiaalverschil wordt geproduceerd door de omzetting van chemische in
elektrische energie. De galvanische cel vormt de basis voor de potentiometische
elektroanalytische technieken.
2 halfcellen
• Cu-elektrode in CuSO4
• Zn-elektrode in ZnSO4
Elke halfcel heeft een elektrode
potentiaal, te berekenen met de wet
van Nernst. Door het veschil tussen
de 2, zal er stroom ontstaan. Zn is
onedeler dan Cu waardoor deze
eerder elektronen af gaat staan en de
anode vormt. Voor elke 2 elektronen
die Zn afgeeft komt er een Zn2+ ion in
de oplossing: oxidatie aan de anode.
Bij de Cu-plaat komen er 2 elektronen,
die een Cu2+ aantrekken uit de
oplossing: reductie aan de kathode.
Te veel SO4- in de Cu-oplossing en te weinig in de Zn-oplossing stroom tussen de
2 halfcellen via de zoutbrug om het te kort en overschot op te lossen.
Toepassing: potentiometrische elektro-analytisch techieken en (niet) heroplaadbare
batterij
De elektrolyse cel: verloopt niet spontaan; wordt geïnduceerd door het aanleggen
van een extern potentiaalverschil.
Toepassing: basis voor amperometrie, conductometrie, coulometrie en voltammetrie.
Verschillen galvanische en elektrolyse cel
Galvanisch Elektrolyse
Anode – Anode +
Kathode + Kathode –
Spontaan Niet spontaan
Zelfonderhoudend Externe spanning nodig
Opzuivering zilver en goud Opzuivering koper
, Potentiometrie
Bereken het potentiaal van een Ag/AgCl electrode ten op zichte
van de normaal waterstofelektrode bij een verzadigde [KCl]=1.0M
K2AgCl: 1,77x10-10
AgCl + e- Ag + Cl-
[Ag+][Cl-]=1,77x10-10
EO= 0,799 V
E = EO + 0,059/n x log[Mn+] = EO + 0,059/n x log[Ag+] = EO + 0,059/n x logKs/[Cl-]
Er wordt 1 elektron uitgewisseld dus n=1
E= 0,779 + 0,059 x log 1,77x10-10 + 0,059 x log 1/[Cl-]
E= 0,779 + 0,059 x log 1,77x10-10 - 0,059 x log [Cl-] - en 1/ weg
E= 0,779 + 0,059 x log 1,77x10-10 - 0,059 x log [1,0] [KCl]=1.0M
E= 0,799 – 0,575 – 0 = 0,244V
[KCl] = 0,1M
Hg2Cl2 + 2e- 2 Hg + 2 Cl-
[Hg22+][Cl-]2=10-17,6
EO= 0,788 V
E = EO + 0,059/n x log[Mn+] = EO + 0,059/n x log[Hg22+][] = EO + 0,059/n x
logKs/[Cl-]2
Er wordt 2 elektronen uitgewisseld dus n=2
E= 0,788 + 0,059/2 x log 10-17,6 + 0,059/2 x log 1/[Cl -]2
E= 0,788 + 0,059/2 x log 10-17,6 - 0,059/2 x log [Cl-]2 - en 1/ weg
E= 0,788 + 0,059/2 x log 10-17,6 - 0,059/2 x log [0,1]2 [KCl]=1.0M
E= 0,788 – 0,5192 –
en teken grafiek
Voltammetrie is een elektro-analytische methode om de chemische samenstelling
van stofmengsels te achterhalen aan de hand van het stroomverloop in functie van
de spanning. Dus de stroom wordt gemeten van een elektrochemische cel in functie
van de potentiaal, nadat de potentiaal van de werkelektrode versus de referentie-
elektrode wordt gevarieerd in de tijd. Omdat er een elektrolysecel gebruikt wordt
moet je chemische redactie geïnduceerd worden. Dit gebeurd door het aanbrengen
van een externe spanning die groter is dan de spontane potentiaal van de cel.
Elektroactieve substanties: kunnen relatief makkelijk geoxideerd/gereduceerd
worden indien er een voldoende spanning wordt aangelegd. Veel biologische
sbstanties zijn elektroactief wanneer de aangelegde potentiaal hoog genoeg is.
Er zijn 2 types:
• Polarografie: hierbij wordt een druppelende kwikelektrode gebruikt als
meetelektrode
• Amperometrie: hierbij wordt met een vaste Δ potentiaal tussen de werk- en
referentie-elektrode gewerkt.
Methode: een halfcel bevindt zich in een oplossing met een elektro-reduceerbaar
analyt. De werkelektrode wordt steeds meer negatief geladen. De
werkelektrode gaat elektronen afstaan, wat zorgt voor een reductie van het
analyt en het ontstaan van stroom. De stroom wordt gemeten en uitgezet
tegen het potentiaal. Wanneer het potentiaal verhoogd wordt is er meer
reductie en dus een verhoging van de stroom. Bij een bepaalde potentiaal
ontstaat er een evenwicht tussen de snelheid waarop het analyt gereduceerd
wordt en de snelheid waarop het door diffusie tot bij
de elektrode komt. Dit is een plateau waarbij verdere
verhoging van het potentiaal geen effect meer heeft
op de stroomsterkte.
Grensdiffusiestroom: het evenwicht tussen snelheid
waarop analyt gereduceerd wordt en de snelheid
waarop het door diffusie tot de elektrode komt.
Ookwel plateau of limietstroom genoemd. Is
rechtevenredig met de concentratie Idg = K.C
Halfwaardepotentiaal: karakteristiek voor het elektro-
actieve bestanddeel.
Voordelen: hoge gevoeligheid en laag detectielimiet
Tabel 1 polarografische golf
,Bespreek en geef schematische tekening Danielcel/Galvanische cel
In een galvanische cel verloopt de chemische reactie ten opzichte van de
elekntronen spontaan, dit is dus een zelfonderhoudende redoxreactie. Het
potentiaalverschil wordt geproduceerd door de omzetting van chemische in
elektrische energie. De galvanische cel vormt de basis voor de potentiometische
elektroanalytische technieken.
2 halfcellen
• Cu-elektrode in CuSO4
• Zn-elektrode in ZnSO4
Elke halfcel heeft een elektrode
potentiaal, te berekenen met de wet
van Nernst. Door het veschil tussen
de 2, zal er stroom ontstaan. Zn is
onedeler dan Cu waardoor deze
eerder elektronen af gaat staan en de
anode vormt. Voor elke 2 elektronen
die Zn afgeeft komt er een Zn2+ ion in
de oplossing: oxidatie aan de anode.
Bij de Cu-plaat komen er 2 elektronen,
die een Cu2+ aantrekken uit de
oplossing: reductie aan de kathode.
Te veel SO4- in de Cu-oplossing en te weinig in de Zn-oplossing stroom tussen de
2 halfcellen via de zoutbrug om het te kort en overschot op te lossen.
Toepassing: potentiometrische elektro-analytisch techieken en (niet) heroplaadbare
batterij
De elektrolyse cel: verloopt niet spontaan; wordt geïnduceerd door het aanleggen
van een extern potentiaalverschil.
Toepassing: basis voor amperometrie, conductometrie, coulometrie en voltammetrie.
Verschillen galvanische en elektrolyse cel
Galvanisch Elektrolyse
Anode – Anode +
Kathode + Kathode –
Spontaan Niet spontaan
Zelfonderhoudend Externe spanning nodig
Opzuivering zilver en goud Opzuivering koper
, Potentiometrie
Bereken het potentiaal van een Ag/AgCl electrode ten op zichte
van de normaal waterstofelektrode bij een verzadigde [KCl]=1.0M
K2AgCl: 1,77x10-10
AgCl + e- Ag + Cl-
[Ag+][Cl-]=1,77x10-10
EO= 0,799 V
E = EO + 0,059/n x log[Mn+] = EO + 0,059/n x log[Ag+] = EO + 0,059/n x logKs/[Cl-]
Er wordt 1 elektron uitgewisseld dus n=1
E= 0,779 + 0,059 x log 1,77x10-10 + 0,059 x log 1/[Cl-]
E= 0,779 + 0,059 x log 1,77x10-10 - 0,059 x log [Cl-] - en 1/ weg
E= 0,779 + 0,059 x log 1,77x10-10 - 0,059 x log [1,0] [KCl]=1.0M
E= 0,799 – 0,575 – 0 = 0,244V
[KCl] = 0,1M
Hg2Cl2 + 2e- 2 Hg + 2 Cl-
[Hg22+][Cl-]2=10-17,6
EO= 0,788 V
E = EO + 0,059/n x log[Mn+] = EO + 0,059/n x log[Hg22+][] = EO + 0,059/n x
logKs/[Cl-]2
Er wordt 2 elektronen uitgewisseld dus n=2
E= 0,788 + 0,059/2 x log 10-17,6 + 0,059/2 x log 1/[Cl -]2
E= 0,788 + 0,059/2 x log 10-17,6 - 0,059/2 x log [Cl-]2 - en 1/ weg
E= 0,788 + 0,059/2 x log 10-17,6 - 0,059/2 x log [0,1]2 [KCl]=1.0M
E= 0,788 – 0,5192 –
