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液体金属電極は、水銀、ガリンスタン、NaKなどの液体金属を使用する電極です。[本文では検証されていません]電気毛細管現象、ボルタンメトリー、インピーダンス測定に使用できます。 [1]
水銀電極の落下
滴下水銀電極（DME）は水銀で作られた作用電極で、ポーラログラフィーで使用されます。水銀電極を使用して実行される実験は、固体作用電極を使用する対応するボルタンメトリー実験と同一または非常に類似している場合でも、ポーラログラフィーの一種と呼ばれます。他の作用電極と同様に、これらの電極は、他の化学現象の中でも特に酸化還元化学に関連する反応メカニズムを調査する際に、3電極システムを使用する電気化学研究で使用されます。[2] [3] [4] [5] [6]
構造
水銀の流れが絶縁毛細管を通過し、再現性のある方法で毛細管の端から成長する液滴を生成します。各液滴は、直径約 1 ミリメートルに達するまで成長し、放出されます。放出された液滴は、毛細管の上にある接触部を持つ作用電極と接触しなくなります。電極が使用されると、水銀はセルの底に集まります。一部のセル設計では、この水銀プールはリードに接続され、セルの補助電極として使用されます。放出された各液滴の直後に、別の液滴が形成されます。液滴は通常、約 0.2 Hz の速度で生成されます。
考慮事項
DME の主な利点は、各液滴の表面が滑らかで汚染されていないことであり、吸着した分析対象物や不純物がない。自己再生電極は、固体電極のように洗浄したり磨いたりする必要がありません。この利点は、常に変化する表面積を持つ作用電極を犠牲にして得られます。液滴は予測通りに生成されるため、変化する表面積を考慮するか、有利に利用することができます。さらに、液滴が大きくなると、ファラデー電流に容量性電流がどんどん加わります。これらの変化する電流の影響と、電位が連続的に変化する実験が組み合わさると、ノイズの多いトレースが生じる可能性があります。一部の実験では、トレースが継続的にサンプリングされ、液滴の成長に起因するすべての電流偏差が表示されます。他のサンプリング方法では、特定のサイズの液滴ごとに 1 回だけ電極で電流をサンプリングすることで、データを平滑化します。DME が溶液内で周期的に膨張し、半球形になることも、分析対象物が電極表面に拡散する方法に影響します。 DME は、内径が 20～50 μmの細い毛細管で構成されています。
吊り下げ式水銀滴電極
吊り下げ水銀滴電極（HMDE ）は、滴下水銀電極（DME）の作用電極のバリエーションです。ポーランドの化学者ヴィクトル・ケムラによって開発されました。[7]滴下水銀電極で行われる実験は、ポーラログラフィーの一種と呼ばれます。実験が一定の表面を持つ電極（HMDEなど）で行われる場合、それはボルタンメトリーと呼ばれます。
他の作用電極と同様に、これらの電極は、他の化学現象の中でも酸化還元化学に関連する反応メカニズムを調査する際に、3電極システムを使用した電気化学研究に使用されます。 [8] [9] [10] [11]
区別
吊り下げ式水銀滴電極は、実験中に水銀滴を着実に放出する滴下式水銀電極とは対照的に、毛細管の端に制御された形状と表面積の部分的な水銀滴を生成します。実験中に表面積が固定されているため、常に変化する表面によって DME が受ける不利益は HMDE では発生しません。HMDE の表面が固定されているため、DME よりも表面吸着現象の影響を受けやすくなります。ほとんどの実験の合間に洗浄および研磨する必要がある固体電極とは異なり、自己再生型 HMDE は汚染された滴を放出し、各実験の合間にきれいな滴を成長させることができます。
参照
参考文献
- ^ Doubova, LM; De Battisti, A.; Fawcett, WR (2003-10-01). 「液体金属電極での C-5 ニトリルの吸着。水銀およびインジウム–ガリウム合金 (共晶組成) の分極表面でのイソバレロニトリルの吸着パラメータの比較」。Langmuir . 19 ( 22): 9276–9283. doi :10.1021/la0346447. ISSN 0743-7463.
- ^ バード、アレン J.; ラリー R. フォークナー (2000-12-18)。電気化学的方法: 基礎と応用(第 2 版)。ワイリー。ISBN 978-0-471-04372-0。
- ^ Zoski, Cynthia G. (2007-02-07).電気化学ハンドブック. Elsevier Science. ISBN 978-0-444-51958-0。
- ^ キッシンジャー、ピーター、ウィリアム・R・ハイネマン（1996-01-23）。電気分析化学の実験技術、第2版、改訂・拡張（第2版）。CRC。ISBN 978-0-8247-9445-3。
- ^ スクーグ、ダグラス A.、F. ジェームズ ホラー、ティモシー A. ニーマン (1997-09-03)。機器分析の原理(第 5 版)。ブルックス コール。ISBN 978-0-03-002078-0。
- ^ Baars, A.; M. Sluyters-Rehbach; JH Sluyters (1994 年 1 月). 「滴下水銀マイクロ電極 (DMμE) の電極反応速度論および電気分析への応用」. Journal of Electroanalytical Chemistry . 364 (1–2): 189–197. doi :10.1016/0022-0728(93)02918-8.[リンク切れ ]
- ^ R. Narayan. 「吊り下げ式水銀滴電極」. sciencedirect.com . 2023年11月13日閲覧。
- ^ バード、アレン J.; ラリー R. フォークナー (2000-12-18)。電気化学的方法: 基礎と応用(第 2 版)。ワイリー。ISBN 978-0-471-04372-0。
- ^ Zoski, Cynthia G. (2007-02-07).電気化学ハンドブック. Elsevier Science. ISBN 978-0-444-51958-0。
- ^ キッシンジャー、ピーター、ウィリアム・R・ハイネマン（1996-01-23）。電気分析化学の実験技術、第2版、改訂・拡張（第2版）。CRC。ISBN 978-0-8247-9445-3。
- ^ スクーグ、ダグラス A.、F. ジェームズ ホラー、ティモシー A. ニーマン (1997-09-03)。機器分析の原理(第 5 版)。ブルックス コール。ISBN 978-0-03-002078-0。