Elektrokémiai cellák – ami kell az elektrokémiai mérésekhez
Az elektrokémiai mérések elengedhetetlen kelléke az elektrokémiai cella, amelyben elhelyezkedik a megfelelő oldatban a munkaelektróda, az ellenelektróda és a referencia elektróda, amelyek a potenciosztáthoz vannak csatlakoztatva. Sok apró részből áll egy elektrokémiai cella. Részletesen az elektrokémiai cellák felépítéséről, részeiről nagyon kevés irodalmat találunk, mindamellett a mérések kivitelezéséhez nagyon sokféle cella konstrukció kellhet, megfelelő méretekben, kivitelben, elektródákkal, hőmérséklet kontrollal, vagy más igényeknek megfelelő eszközökkel felszerelve. Cikkünkben megpróbáljuk bemutatni a BioLogic által forgalmazott cellák és kiegészítők lehetőségeit néhány reprezentatív példa alapján.
Standard elektrokémiai cella
Kezdetnek nézzünk egy leggyakrabban használt standard elektrokémiai cellát. Az alábbi képen egy ilyen cellát látunk csatlakoztatva az SP-150 potenciosztáthoz. A cellában 3 elektróda van: Piros- munkaelektróda, kék – ellenelektróda, fehér – referencia elektróda. A 3-elektródás mérésekről bővebben olvashat az előző cikkünkben.
A képen látható cella termosztálásra alkalmas külső részt is tartalmaz, amelyen keresztül egy külső termosztát segítségével víz keringethető, amelyik biztosítja a stabil hőmérsékletet a cellában.
A cella fedele többféle eszköz csatlakoztatását teszi lehetővé. Ezáltal bővülnek a lehetőségek. A csatlakozó lyukakon ( 5 db) keresztül gáz vezethető a cellába (és elvezethető), vagy más elektródák, eszközök is csatlakoztathatóak igény szerint. Az alábbi táblázatban megtalálhatóak a cella készlet részei és a megfelelő kódok a megrendeléshez.
Táblázat No1 Standard elektrokémiai cella tartozékai
| Kód | Db | Cella tartozékai |
| EL-A-001 | 1 | Cell vial – 80 mL |
| EL-A-003 | 1 | PTFE Cap cover 5 holes |
| EL-A-004 | 1 | PTFE ring (Silicone encapsulated – 10.2 cm diam) |
| EL-A-005 | 1 | Cell collar with clamp for analytical cell |
| EL-A-009 | 1 | Platinum Counter electrode |
| EL-A-016 | 1 | Purge tube |
| EL-A-008 | 1 | Bridge tube for 6 mm diameter reference electrode |
| A-013430 | 1 | RE-2BP Calomel Reference electrode (length: 92 mm – OD: 6 mm) |
A készlet része egy darab referencia elektróda (RE-2BP kalomel elektróda), egy darab platina ellenelektróda. Viszont a munkaelektróda külön kell rendelni.
A cellához opciósan rendelhető cella tartó állvány is. Ez lehetővé teszi a cella rögzítését mérések közben, rendelhető még mágnes keverő is és más tartozékok.
Ennek a cellának még van egy előnye – csatlakoztatható a BluRev forgó korong elektródával.
A cellához opciósan rendelhető cella tartó állvány is. Ez lehetővé teszi a cella rögzítését mérések közben, rendelhető még mágnes keverő is és más tartozékok.
Ennek a cellának még van egy előnye – csatlakoztatható a BluRev forgó korong elektródával.
Kis térfogatú elektrokémiai cellák
Kis térfogatú cellákat általában drága elektrolitokhoz és kis aktív felületű munkaelektródákhoz szoktak alkalmazni, de főként analitikai vagy tudományos elektrokémia mérésekhez.
Az egyes voltammetrikus cellákat adott alkalmazásra tervezték (specifikus munkaelektróda, oldat térfogata, oxigénmentes állapot stb.). Például a voltammetriai vizsgálatokhoz 6 mm-es külső átmérőjű (OD) szabványos munkaelektródák alkalmazásával az SVC-3 készlet konfigurációja ajánlott. Más munkaelektródákat igénylő alkalmazásokhoz az SVC-2 megfelelőbb.
Ha csak kis mennyiségű elektroaktív vegyület áll rendelkezésre, akkor az SVC-2 ajánlott mikro térfogat módban. Az SVC-2 egy moduláris cella. Az SVC-3 térfogata 5-20 ml, és csak 6mm OD munkaelektródával használható. A VC-4-t 1 – 3 ml térfogatra csak 6 mm OD munkaelektróddal használják. Ha elektrolízist is kell elvégeznünk a cellában a kutatásunkhoz, akkor a 100 ml térfogatú Bulk cellát használja.
A cellákhoz különböző felépítésű PTFE fedelek járnak.
A cellákhoz megfelelő elektródákat is kínál a BioLogic ( nézd lejjebb).
Elektródák a standard és kisméretű cellákhoz
Az elektródok az elektrokémiai cellák fő alkotóelemei, tehát az elektrokémiai cellán végzett mérések megbízhatósága az elektródok minőségétől függ. A BioLogic elektródák széles választékát kínálja, amelyek lehetővé teszik az elektrokémiai beállítások konfigurálását. Ezek az elektródok magukban foglalják az újrafelhasználható elektródokat, amelyeket munka-, referencia- vagy ellen elektródaként használnak, és eldobható elektródokat, például szitanyomott elektródokat és érzékelő alkalmazásokhoz interdigitizált elektródokat.
Számos anyag-elektróda és méret választható: kisméretű elektródák kis térfogatú cellákhoz és nagyméretű elektródák nagy elektrokémiai cellákhoz. Most a kisméretű elektródákról lesz szó.
Munkaelektródák.
Itt dől el minden.
A munkaelektródok rendkívül fontosak, mert itt történik minden, ami érdekli az elektrokémikusokat. Nagyszámú munkaelektródát kaphatunk, nagyon széles méret- és anyagválasztékkal.
9 fémet lehet beszerezni: BDD (bór-adalékolt gyémánt), C, Pt, Au, Ag, Pd, Ni, Cu, Fe, valamint üres elektródokat a szénpaszta befogadására, amely szintén rendelkezésre áll. Különböző méretek kaphatók 5 mm-től 10 μm-ig. Polírozó készlet szintén kapható. További részletek a specifikációk szakaszban találhatók.
Ellenelektródák
A megfelelő ellenelektródát a tanulmányozott közegben elérhető polarizáció alapján és természetesen a cella méretei alapján kell kiválasztani.
Általános szabály, hogy az ellenelektróda felületének sokkal nagyobbnak kell lenni, mint a munkaelektróda felülete.
Kisméretű referenciaelektródák
Mindenkinek szüksége van referenciára.
A referenciaelektródáknak belső redoxpotenciállal kell rendelkezniük, ami stabilan tartja az értékét mérések közben. Kisebb referenciaelektródák széles választéka áll rendelkezésre, hogy lefedje az összes elektrolitot és alkalmazást.
Az elektrokémiai mérések során a legalapvetőbb berendezés a referenciaelektród. A referenciaelektródnak fix elektrokémiai potenciálja van, és arra szolgál, hogy a munkaelektródához viszonyított potenciálkülönbség alapján vezérelje a potenciosztát a kísérletet. Elektrolitjától és rendszerétől függően érdemes lehet klorid alapú referenciaelektródákat (Kalomel, Ag / AgCl) vagy szulfát alapú elektródokat (Hg / HgSO4) használni. A kis referenciaelektródák kompatibilisek a kis analitikai cellákkal. Cserekészletek szintén kaphatók.
A referenciaelektródákat két csoportra osztják a kísérleti közegek alapján, amelyekbe az elektród bemerül (vizes vagy szerves közegek).
A fenti rajz tartalmazza a BioLogic által kínált referencia elektródák potenciáljait.
Összefoglaló
Az elektrokémiai mérések kivitelezéséhez alapvető elektrokémiai cellákat megfelelő elektródákkal megtalálja a BioLogic oldalán. A cellák, elektródák beszerzésével kapcsolatban, hívjon minket (+36 20 5466451), vagy írjon nekünk ( info@labornite.hu) és segítünk.
