Key to voltammetry exercise

1. Key to voltammetry exercise
Company name

2. 21 – 1 ระบุความแตกต่างระหว่างโวลแทมเมตรีและโพลา
โรกราฟฟี
โวลแทมเมตรีเป็นเทคนิควิเคราะห์ที่อาศัย
การวัดกระแสที่เกิดขึ้นที่ขั้วเล็กมากเมื่อศักย์
ไฟฟ้าที่ให้กับเซลล์แปรเปลี่ยนไป
โพลาโรกราฟฟีเป็นแบบพิเศษของโวลแทม
เมตรีซึ่งขั้วเล็กมากที่ใช้คือขั้วหยดปรอท
2

3. 21 – 1 ระบุความแตกต่างระหว่างโพลาโรกราฟฟี
สแกนเชิงเส้นตรงและโพลาโรกราฟฟีแบบพัลซ์
ในโพลาโรกราฟฟีสแกนเชิงเส้นตรง จะ
ติดตามกระแสในเซลล์ที่มีขั้วหยดปรอท
อย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ศักย์ที่ให้เพิ่มขึ้นใน
อัตราคงที่
ส่วนโพลาโรกราฟฟีแบบพัลซ์ สัญญาณ
กระตุ้นที่ใช้ประกอบด้วยชุดของการพัลซ์
ศักย์ให้เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ตามเวลาโดยใส่พัลซ์
ในระหว่างช่วงมิลลิวินาทีสุดท้ายของช่วง
ชีวิตหยดปรอท กระแสจะเพิ่มขึ้นในระหว่าง
ช่วงนี้ 3

4. 21 – 1 ระบุความแตกต่างระหว่างโพลาโรกราฟฟี
แบบดิฟเฟอเรนเชียลพัลซ์และโพลาโรกราฟฟีแบบ
สแควร์เวฟ
4
โพลาโรกราฟฟีแบบดิฟเฟอเรนเชียลพัลซ์และโพ
ลาโรกราฟฟีแบบสแควร์เวฟต่างกันที่แบบของอนุ
กรมพัลซ์ดังรูป

5. 21 – 1 ระบุความแตกต่างระหว่างขั้วหยดปรอทแขวน
และขั้วปรอทหยด
• ขั้วปรอทหยด ปรอทจะถูกบังคับให้ไหล
ผ่านท่อคะปิลลารีเล็กมาก ทำาให้ได้หยด
ลักษณะเหมือนกันทุกประการและปกติจะมี
ช่วงชีวิต 2 – 6 วินาที
• ขั้วหยดปรอทแขวน ประกอบด้วยหยด
ปรอทเดียวโดยไม่ปล่อยให้หลุดไปจนกว่า
จะสิ้นสุดการทดลอง
5

6. 21 – 1 ระบุความแตกต่างระหว่างกระแสจำากัดและกระแส
เรซิดวล
• กระแสเรซิดวลคือกระแสประจุนอนฟา
ราเดอิกที่เกิดจากการไหลของอิเล็กตรอน
ซึ่งต้องใช้ในการประจุแต่ละหยดของ
ปรอทเมื่อเกิดขึ้นและหลุดไป (และอาจรวม
ถึงจากปฏิกิริยาของสารปนเปื้อน)
• กระแสจำากัด คือกระแสฟาราเดอิกคงที่
ซึ่งค่ากระแสนี้ขึ้นกับอัตราการทำาปฏกิกริ
ยาและอัตราที่สารถูกนำาเข้ามาที่ผิว
6

7. 21 – 1 ระบุความแตกต่างระหว่างกระแสจำากัด
และกระแสแพร่
• กระแสจำากัดคือกระแสคงที่ที่ไม่ขึ้นกับ
ศักย์ที่ให้ ค่าของกระแสนี้ขึ้นกับอัตราที่
สารถูกนำาไปยังผิวขั้วโดยการแพร่ การไม
เกรต และการคน
• กระแสแพร่ คือกระแสจำากัดเมื่อการ
ถ่ายเทสารที่วิเคราะห์โดยการไมเกรตและ
การคนถูกขจัดออกไป

8. 21 – 1 ระบุความแตกต่างระหว่างลามินาร์โฟลวและเท
อร์บูเลนท์โฟลว
• ลามินาร์โฟลวคือแบบของการไหลของ
ของเหลวโดยสไลด์ผ่านกันในทิศทาง
ขนานกับผิวของของแข็ง
• เทอร์บูเลนท์โฟลวคือแบบของการไหล
ของของเหลวที่ไม่มีแบบแผนที่แน่นอน
8

9. 21 – 1 ระบุความแตกต่างระหว่างศักย์ขั้ว
มาตรฐานและศักย์ครึ่งคลื่นสำาหรับปฏิกิริยาผันกลับ
ได้ที่ขั้วเล็กมาก
• ความแตกต่างระหว่างศักย์ขั้วมาจรฐาน
(E0
) และศักย์ครึ่งคลื่น (E1/2) สำาหรับ
ปฏิกิริยาผันกลับได้ (ถ่ายโอนอิเล็กตรอน
เร็ว) แสดงได้ด้วยสมการต่อไปนี้
• เมื่อ kA และ kP คือค่าคงที่ที่เป็นสัดส่วน
กับสัมประสิทธิ์การแพร่ของสารที่วิเคราะห์
และผลิตภัณฑ์ และ Eref คือศักย์ของขั้ว
อ้างอิง 9
ref
P
A
A E
k
k
log
n
.
EE −−=
059200
2
1
ref
P
A
A E
k
k
log
n
.
EE −−=
059200
2
1

10. 21 – 2 ให้นิยาม โวลแทมโมแกรม ไฮโดรไดนา
มิกโวลแทมเมตรี
ชั้นแพร่เนินส์ ขั้วฟิล์มปรอท ศักย์ครึ่งคลื่น

11. 21 – 3 ทำาไมจึงจำาเป็นต้องบัฟเฟอร์สารละลายใน
โวลแทมเมตรีอินทรีย์
11

12. 21 – 4 แสดงข้อได้เปรียบและข้อเสีย
เปรียบของขั้วหยดปรอทเทียบกับขั้วเล็กมาก
พลาตินัมหรือคาร์บอน
12

13. 21 – 5 แสดงว่าสมการ 21 – 11 สามารถ
ใช้ในการหาจำานวนอิเล็กตรอน n ที่
เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาผันกลับที่ขั้วเล็กมาก
13

14. 21 – 6 ควิโนนเกิดการรีดักชันแบบผันกลับได้ที่ขั้วปรอทหยด ปฏิกิริยา คือ
Q + 2H+
+ 2e_
 H2Q E°
= 0.599 V
อนุมานว่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของควิโนนและไฮโดรควิโนนเท่ากันโดย
ประมาณและคำานวณค่าศักย์ครึ่งคลื่นโดยประมาณเทียบกับ SCE สำาหรับการรี
ดักชันของไฮโดรควิโนนที่ขั้วระนาบจากสารละลายที่คนและบัฟเฟอร์ให้มี pH
7.0
ทำาการคำานวณซำ้าสำาหรับสารละลายในข้อ ก. แต่บัฟเฟอร์ให้มี pH 5.0

15. 21 – 7 แหล่งของกระแสเรซิดวลในโพลาโร
กราฟฟีแบบสแกนเชิงเส้นตรงคืออะไร ทำาไมกระ
แสเรซิดวลจึงน้อยกว่าโพลาโรกราฟฟีแบบสุ่ม
กระแส
15

16. 21-8 โพลาโรแกรมสำาหรับสารละลาย 20.0 mL ซึ่งมี 3.65x10-3
M Cd2+
ให้คลื่นซึ่งมีกระแสแพร่ 31.3 µA
คำานวณเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของสารละลายหากกระแส
จำากัดถูกทิ้งไว้ให้เกิดต่อเนื่องเป็นเวลา
ก.5 นาที ข.10 นาที ค.15 นาที
( )
3071065310020
108664
2
10739
107394859610399
1039960510331
33
8
8
83
316
...origCdmol#
.
.
Cdmol#
.,/.faraday#
.minsminA.C#a
=×××=
×=
×
=
×=×=
×=•×××=
−−
−
−
−−
−−−
( )
( )
( ) %..decrease%minatc
%..decrease%minatb
%.
.
.
decrease%
...origCdmol#
.
.
Cdmol#
.,/.faraday#
.minsminA.C#a
400
5
30
067030
130
5
10
067010
0670100
10307
108664
103071065310020
108664
2
10739
107394859610399
1039960510331
5
8
533
8
8
83
316
=×=
=×=
=×
×
×
=
×=×××=
×=
×
=
×=×=
×=•×××=
−
−
−−−
−
−
−−
−−−
16

17. 21 – 9 คำานวณมิลลิกรัมของแคดเมียมในแต่ละมิลลิลิตร
ของตัวอย่างจากข้อมูลต่อไปนี้ (แก้ไขกระแสเรซิดวลแล้ว)
Volumes Used, mL
Solution Sa
mpl
e
0.400 M KCl 2.0010-3
M Cd2+
H2O Current, µA
(a)
15.0
15.0
20.0
20.0
0.00
5.00
15.0
10.0
79.7
95.9
(b)
10.0
10.0
20.0
20.0
0.00
10.0
20.0
10.0
49.9
82.3
(c)
20.0
20.0
20.0
20.0
0.00
5.00
10.0
5.00
41.4
57.6
(d)
15.0
15.0
20.0
20.0
0.00
10.0
15.0
5.00
67.9
100.3
17

18. 18
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )[ ]
( ) ( ) ( ) ( ) 3140144034603690
22480
050
22480
050
0
22480411210002 3
.d.c.b.a
ismL/mgCd,onsubstitutiwith
iiV
iV.
C
.
V.CVk
i;stdwith
.
CkV
i;V
mL/mgCd.mmol/mgCd.mL/mol.C
xdstddx
xdx
x
sxx
stdd
xx
xdstd
std
−
=
+
=
==
=××= −
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )[ ]
( ) ( ) ( ) ( ) 3140144034603690
22480
050
22480
050
0
22480411210002 3
.d.c.b.a
ismL/mgCd,onsubstitutiwith
iiV
iV.
C
.
V.CVk
i;stdwith
.
CkV
i;V
mL/mgCd.mmol/mgCd.mL/mol.C
xdstddx
xdx
x
sxx
stdd
xx
xdstd
std
−
=
+
=
==
=××= −

19. 21 – 10 โพลาโรแกรมต่อไปนี้ได้จากสารละลายที่มี
1.010-4
M KBr และ 0.1 M KNO3 อธิบายคลื่นที่เกิดที่
+0.12 V และการเปลี่ยนแปลงของกระแสซึ่งเริ่มที่ประมาณ
+0.48 V คลื่นที่ 0.12 V สามารถใช้ประโยชน์ในการ
วิเคราะห์ได้หรือไม่ อธิบาย
19

20. 20

21. 21 – 11 ปฏิกิริยาต่อไปนี้ผันกลับได้และมีศักย์ครึ่งคลื่น
-0.349 V เมื่อใช้ขั้วหยดปรอทจากสารละลายที่บัฟเฟอร์
ให้มี pH 2.5 Ox + 4H+
+ 4e_
 R ทำานายศักย์
ครึ่งคลื่นที่ pH 1.0, 3.5 และ 7.0
21

22. 21 – 12 ทำำไมวิธีสตริพพิ่งจึงมีควำมไวมำกกว่ำ
วิธีโวลแทมเมตรีอื่นๆ
22

23. 21 – 13 อะไรคือวัตถุประสงค์ของขั้นกำรเกำะด้วยไฟฟ้ำ
ในกำรวิเครำะห์แบบสตริพพิง
23

24. 21 – 14 อะไรคือข้อได้เปรียบในกำรทำำโวลแทม
เมตรีด้วยขั้วเล็กยิ่ง
• ข้อได้เปรียบของโวลแทมเมตรีที่ขั้วเล็กยิ่ง
ได้แก่
1. กำรสูญเสีย IR น้อย ทำำให้สำมำรถใช้ใน
ตัวทำำละลำยที่มีค่ำคงที่ไดอิเล็กตริกตำ่ำได้
เช่นไฮโดรคำร์บอน
2. ขนำดเล็กทำำให้สำมำรถทำำกำรศึกษำทำง
ไฟฟ้ำเคมีของตัวอย่ำงที่เล็กมำก ๆ ได้ เช่น
ภำยในอวัยวะสิ่งมีชีวิต
3. กำรเข้ำสู่สมดุลได้เร็วแม้ในสำรละลำยที่ไม่
คน

25. Slide master
• Your Text here
• Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing
elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut
laoreet dolore magna aliquam erat volutpat. Ut wisi
enim ad minim veniam, quis nostrud exerci tation
ullamcorper suscipit lobortis nisl ut aliquip ex ea
commodo consequat.
• Duis autem vel eum iriure dolor in hendrerit in
vulputate velit esse molestie consequat, vel illum
dolore eu feugiat nulla facilisis at vero eros et
accumsan et iusto odio dignissim qui blandit
praesent luptatum zzril delenit augue duis dolore te
feugait nulla facilisi.

26. Print master
• Your Text here
• Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing
elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut
laoreet dolore magna aliquam erat volutpat. Ut wisi
enim ad minim veniam, quis nostrud exerci tation
ullamcorper suscipit lobortis nisl ut aliquip ex ea
commodo consequat.
• Duis autem vel eum iriure dolor in hendrerit in
vulputate velit esse molestie consequat, vel illum
dolore eu feugiat nulla facilisis at vero eros et
accumsan et iusto odio dignissim qui blandit praesent
luptatum zzril delenit augue duis dolore te feugait nulla
facilisi.