Electrodo de disc rotatori

Un electrodo de disc rotatori (RDE) és un electrodo de treball utilisat en sistemes de tres electrodos per a voltamperometría hidrodinàmica. L'electrodo gira durant els experiments induint un fluix d'analito a l'electrodo. Estos electrodos de treball s'utilisen en estudis electroquímics quan s'investiguen mecanismes de reacció relacionats en la química redox, entre atres fenomens químics . l'electrodo de disc-anelle rotatori més complex es pot utilisar com a electrodo de disc rotatori si l'anell es deixa inactiu durant l'experiment.

Estructura

L'electrodo inclou un disc conductor incrustat en un polímero o resina inerte no conductor que es pot unir a un motor elèctric que té un control molt fi de la velocitat de rotació de l'electrodo. El disc, com qualsevol electrodo de treball, generalment està fet d'un metal noble o carbó vítreo, no obstant, es pot usar qualsevol material conductor.

Funció

La rotació del disc generalment es descriu en térmens de velocitat angular . A mida que el disc gira, part de la dissolució descrita com capa llímit hidrodinàmica és arrastrada pel disc rotatori i la força centrífuga resultant tira la dissolució llunt del centre de l'electrodo. La dissolució fluïx cap a dalt, perpendicular a l'electrodo, des de la massa per a reemplaçar la capa llímit. El resultat de la suma és un fluix laminar de dissolució cap a i a través de l'electrodo. La velocitat del fluix de la solució pot controlar-se per mig de la velocitat angular de l'electrodo i modelar-se matemàticament. Este fluix pot alcançar ràpidament condicions en les que la corrent d'estat estacionario és controlada pel fluix de la dissolució en lloc de la difusió. Açò contrasta en els experiments en repòs i sense agitació, com en la voltamperometría cíclica, a on la corrent d'estat estacionario està llimitada per la difusió de les espècies en dissolució.

Archiu:Pt and caps block 3 electrodes, dopamine caps block 4 scans.jpeg

Voltamperograma d'agranada llineal de dopamina 100 μM en dissolució salina tamponada en fosfat. Adaptat de D. Sopchak, tesis doctoral, Case Western Reserve University, 2001, figura 4.1

Per mig de l'eixecució d'una voltamperometría d'agranada llineal i atres experiments a vàries velocitats de rotació, es poden investigar diferents fenomens electroquímics, inclosa la transferència de múltiples electrons, la cinètica d'una transferència llenta d'electrons, etapes d'adsorció/desorción i mecanismes de reacció electroquímica .