V oltametrija

1. Voltametrija Analitička metodakoja se zasnivanamerenjuzavisnostistruja- potencijalu elektrohemijskimćelijama. Analitički signal kod voltametrije je struja (faradejeva) koja protiče kroz ćeliju u toku reakcije analita na radnoj elektrodi male površine. Voltametrija se temeljinamerenjupromenaelektričnestrujeprouzrokovanepromenompotencijalaradneelektrodeuronjene u rastvorkojisadržielektroaktivnusupstancu.

2. Voltametrija- polarografija Polarografija je voltametrijskatehnikakoja se temeljinadifuzijomkontroliranomputovanjuanalita do površinekapajućeživineelektrode. Depolarizacionipotencijalomogućavaidentifikacijujonaprisutnih u rastvoru (kvalitativna analiza), a mjerenjemdifuzijskestrujemože se izračunatinjihovakoncentracija (kvantitativna analiza).

3. Polarografija Jaroslav Heyrovsky (1922) -prvivoltametrijskieksperimentiuzprimenu živine kapajuće elektrode - radna elektroda. 1959 –Nobelova nagrada za hemiju

4. Polarografija Polarografija – kvalitativna i kvantitativna određivanja na bazi registrovane krive jačina struje (y-osa) i električni potencijal (x-osa) - POLAROGRAM Dve elektrode: 1. radna(kapljuća živina elektroda) 2. referentna(nepolarizujuća, velikog kapaciteta - površine) Na elektrode se dovodi linearno promenljiv potencijal (do 5mV/s). Saopštena razlika potencijala menja potencijal samo radne elektrode

5. Polarografija

6. Granična difuziona struja Id je maksimalna vrednost IF koja se dobija kada su sve čestice analita transportovane difuzijom do površine Hg kapi, pretvorene tj. redukovane ili oksidovane (reakcije prenosa naelektrisanja).

7. Polarografija

8. Polarografija Kapajuća živina elektroda - statična Elekroda sa stacionarnom živinom kapi Viseća živina kap Elektroda od tankog živinog filma Elektroda od staklastog ugljenika Rotaciona disk elektroda

9. Polarografija Kada se jednom postigne potencijal dovoljnonegativan za redukciju metalnog kationa dolazi do prelaza elektrona sa elektrode na elektroaktivne jone prisutne u rastvoru. Faradejska struja (IF;) potiče od redukcije (ili oksidacije) analita. Faradejska struja daje merni signal (korisni signal)

10. Polarografija - polarogram Polarogram Kvantitativni pokazatelj (difuziona struja) Ig = id + ir Ig – granična struja ir - rezidualna struja Kvalitativni pokazatelji (Er potencijal razlaganja, E1/2polutalasni potencijal, Eg granični potencijal)

11. Polarografija - polarogram Daljim povećanjem potencijala moguće je dostići novi plato polarizacije za sledeći depolarizator npr. Cd2+ + 2e- Cd Id (Cd) Početak reakcije depolarizatora (uzorka) npr.: Pb2+ + 2e- Pb

12. Polarografija - polarogram

13. Polarografija Faradejska struja daje merni signal (korisni signal)

14. Polarografija - amperometrija Primena amperomatrije zasniva se na polarografskim principima RADNA i REFERENTNA elektroda Potencijal je uvek iznad graničnog (veći od Eg) da bi u sistemu proticala difuziona tj. granična struja (Ig). Radne elektrode: 1. DIREKTNE – u direktnom kontaktu sa rastvorom 2. INDIREKTNE - odvojene međuelektrolitom i polupropustljivom membranom

15. Polarografija - amperometrija Direktne - kapljuća živina elektroda ili mikroelektrode od plemenitih metala i ugljenika (Pt, Au, Rh ili staklasti ugljenik). Mogu biti stacionarne i rotirajuće Indirektne – isključivo stacionarne mikroelektrode

16. Amperometrija – amperometrijska titracija Sa jednom indikatorskom elektrodom Sa dve indikatorske elektrode titrand titrant Momenat oslobađanja titranta u suvišku Momenat nestanka titranda i početak oslobađanja titranta u suvišku Trenutak nestanka titranda Na elektrodi reaguje titrand dok se ne potroši - tada struja dobija konstantnu vrednost Struja je konstantna dok se u sistemu ne pojavi titrant koji počinje depolarizaciju elektrode pa struja raste Na elektrodi reaguju i titrant i titrand Titrant – supstanca koja vezuje drugu supstansu u uzorku u poznatom stehiometrijskom odnosu Titrand– supstanca u rastvoru (uzorak) koja reaguje sa titrantom koji se dodaje da bi u poznatom odnosu vezao uzoračke molekule

17. Clarck – ova elektroda (kiseonična elektroda) Primer indirektne elektrode sa selektivnom membranom Jačina struje proporcionalna je koncentraciji O2

18. Clarck – ova elektroda (kiseonična elektroda) Primer indirektne elektrode sa selektivnom membranom

19. Komora sa rastvorom u kom dolazi do razmene gasova od strane biološkog materijala Kontakti na koje se saopštava razlika potencijala od 600-700 mV Anoda (Ag) Katoda (Pt) odvojena membranom od komore

20. Nekoliko kapi zasićenog rastvora KCl se stavi na katodu Takođe i na anodu Cilj je formiranje neprekidnog filma KCl da bi se između katode i anode zatvorilo el. kolo

21. Preko KCl stavi se tanki cigaret papir koj se time natapa KCl-om čime se zatvara el. kontakt između katode i anode Preko papira, stavlja se selektivna membrana koja propušta samo O2 do tačkaste katode (celofan, teflon, polipropilen).

22. Membrana i cigaret papir natopljen KCl-om se pričvrste gumenim prstenom Višak oko prstena se iseče

23. Tačkasta platinasta elektroda je sada od reakcione komore odvojena polupropustljivom membranom (celofanom), a prema anodi teče struja preko papira natopljenog KCl-om. Jačina struje menjaće se u zavisnoti od O2 koji difunduje kroz celofan i redukuje se na tačkastoj elektrodi!!! Reakciona komora je uzani cilindar koji se natiče od gore na gumeni prsten

24. Elektroda sa membranom se spaja sa reakcionom komorom Protok vode oko komore održava temperaturu na željenoj vrednosti H2O Magnetna mešalica održava homogenu razmenu gasova u komori

25. Jačina struje je proporcionalna količini kiseonika u komori. Da bi se taj odnos definisao potrebno je izvršiti kalibraciju U komoru se doda natrijum-ditionit Struja koja se dobije odgovara nuli kiseonika Zatim se doda dest. voda zasićena vazdušnim kiseonikom čime se definiše struja koja odgovara poznatoj koncentraciji kiseonika (na određenoj temperaturi poznata je rastvorljivost O2 u vodi)

26. Kalibracija Ukoliko struja raste pisač se pomera u desno 2. U momentu dodavanja natrijum-ditionita konc. O2 počinje da opada 4. Ponovnim dodavanjem vode struja raste na početnu vrednost Papir po kom klizi pisač odmotava se brzinom od 1cm/min. Time imamo dimenziju vremena Ukoliko struja opada, pisač ide u levo 3. Kada se sav kiseonik veže struja opada na malu vrednost koja odgovara nuli kiseonika 1. U destil. Vodi na 25°C struja ima konstantnu vrednost koja odgovara 250 nmol O2 Na ovaj način definiše se osetljivost pisača, pa bi u ovom slučaju porast struje od 80-30=50 podeoka odgovarao količini kiseonika od 250 nmol !!!

27. Uključivanje zasićujućeg svetla u reakcionoj komori fotosinteza Disanje (biljni, animalni uzorci...)