拡散層

電気化学において、拡散層は、IUPACによれば、「濃度がバルク溶液中の値と異なる電極近傍の領域」と定義される。拡散層の厚さの定義は任意であり、濃度はバルク溶液中の値に漸近する」。^[1]したがって、拡散層は分析物の拡散係数（D）に依存し、ボルタンメトリー測定の場合はスキャン速度（V/s）に依存する。これは通常、 （ =スキャン速度）の倍数であると考えられる。 ${\displaystyle {\sqrt {Dt}}}$${\displaystyle {\tfrac {1}{t}}}$

この値は、溶質 の濃度がフィックの法則から導かれる式に従って変化するため、物理的に重要です。

${\displaystyle {\frac {c}{c*}}=\operatorname {erf} \left({\frac {x}{2{\sqrt {Dt}}}}\right)}$

ここで、erf は誤差関数です。濃度がバルク濃度の約 52% の場合: ${\displaystyle x={\sqrt {Dt}},}$

${\displaystyle \operatorname {erf} (1/2)=0.520499878\dots }$

スキャン速度が遅い場合、拡散層はマイクロメートルのオーダーで大きくなりますが、スキャン速度が速い場合、拡散層の厚さはナノメートルになります。この関係は、コットレル方程式によって部分的に説明されます。^[2]

サイクリックボルタンメトリーに関連して、拡散層の体積はバルク溶液の体積と比較して無視できるほど小さいです。このため、サイクリックボルタンメトリー実験では新鮮な分析対象物が無尽蔵に供給されます。