Polarografi: Perbedaan antara revisi

Jelajahi riwayat secara interaktif

← Revisi sebelumnya

Konten dihapus Konten ditambahkan

VisualTeks wiki

Revisi per 18 Februari 2016 05.34 sunting Agung.karjono (bicara \| kontrib) Peninjau, Pengembali revisi 12.050 suntingan Tidak ada ringkasan suntingan ← Revisi sebelumnya		Revisi terkini sejak 1 Agustus 2024 00.57 sunting balikkan Wadaihangit (bicara \| kontrib) 18.828 suntingan melengkapi halaman dengan foto #WPWP Tag: VisualEditor
(13 revisi perantara oleh 6 pengguna tidak ditampilkan)
Baris 1: [[Berkas:Polarografie - Příběh kapky foto Pavlína Jáchimová, AV ČR (2).jpg\|jmpl\|Polarografi ]] '''Polarografi''' adalah bagian dari [[voltametri]] yang mana [[elektrode kerja]]nya adalah [[elektrode raksa tetes]] ({{lang-en\|Dropping Mercury Electrode, DME}}) atau elektrode raksa tetes statis ({{lang-en\|Static Mercury Drop Electrode, SMDE}}). [[Elektrode]] ini sangat bermanfaat karena [[rentang katodik]]nya yang lebar dan permukaannya terbarukan. Metode ini diciptakan oleh [[Jaroslav Heyrovský]], yang mengantarkannya memperoleh anugerah Nobel pada tahun 1959.<ref>{{Cite journal \| doi = 10.1021/ac60180a004 \| volume = 33 Baris 22 ⟶ 23: }}</ref><ref> {{Cite book \| edition = 7th \| publisher = Harcourt Brace College Publishers \| isbn = 0-03-005938-0 \| last = Skoog \| first = Douglas A. \|author2=Donald M. West \|author3=F. James Holler \| title = Fundamentals of Analytical Chemistry \| date = 1995-08-25 }}</ref><ref> {{Cite book \| edition = 2 \| publisher = CRC \| isbn = 0-8247-9445-1 \| last = Kissinger \| first = Peter \|author2=William R. Heineman \| title = Laboratory Techniques in Electroanalytical Chemistry, Second Edition, Revised and Expanded \| date = 1996-01-23 }}</ref><ref>{{Cite book \| edition = 2 \| publisher = Wiley \| isbn = 0-471-04372-9 \| last = Bard \| first = Allen J. \|author2=Larry R. Faulkner \| title = Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications \| date = 2000-12-18 }}</ref><ref>{{Cite book \| publisher = Elsevier Science \| isbn = 0-444-51958-0 \| last = Zoski \| first = Cynthia G. \| title = [[Handbook of Electrochemistry]] \| date = 2007-02-07 }}</ref> == Teori pengoperasian == [[~~File~~Berkas:Heyrovského polarograf 1.jpg\|~~thumb~~jmpl\|Polarograf Heyrovský's]] Polarografi adalah pengukuran voltametri yang responsnya ditentukan oleh kombinasi transport massa difusi/konveksi. Prinsip sederhana polarografi adalah studi tentang larutan atau proses ~~elektroda~~elektrode dengan cara [[elektrolisis]] menggunakan dua ~~elektroda~~elektrode, satu dapat terpolarisasi dan satu tidak dapat terpolarisasi. ~~Elektroda~~Elektrode yang dapat terpolarisasi dibentuk oleh raksa yang diteteskan secara teratur dari [[pipa kapiler]]. Polarografi adalah jenis pengukuran spesifik yang masuk dalam kategori umum voltametri sapuan linear yang mana potensial ~~elektroda~~elektrode diubah secara linear dari potensial awal ke potensial akhir. Sebagai metode sapuan linear yang dikendalikan oleh transportasi massa konveksi/difusi, respon arus vs potensial pada percobaan polarografi memiliki [[fungsi Sigmoid\|bentuk sigmoidal]] tertentu. Polarografi menjadi unik dan berbeda dari pengukuran voltametri sapuan linier lainnya karena polarografi memanfaatkan [[~~elektroda~~elektrode merkuri tetes]] (''DME'') atau elektrode merkuri tetes statis. Grafik alur potensial vs arus dalam percobaan polarografi menunjukkan osilasi arus yang sesuai dengan tetesan Hg dari kapiler. Jika sesuatu terhubung arus maksimum masing-masing tetesan, akan dihasilkan bentuk sigmoidal. Arus pembatas (bagian atas pada kurva sigmoid), disebut arus [[difusi]] karena [[difusi]] merupakan kontribusi utama fluks bahan elektroaktif pada titik ini. ~~<!--~~ ~~==Limitations==~~ [[File:Heyrovského polarograf 2.jpg\|thumb\|Heyrovský's Polarograph and DME]]▼ == Keterbatasan == There are various limitations in particular for the classical polarography experiment for quantitative analytical measurements. Because the current is continuously measured during the growth of the Hg drop, there is a substantial contribution from capacitive current. As the Hg flows from the capillary end, there is initially a large increase in the surface area. As a consequence, the initial current is dominated by capacitive effects as charging of the rapidly increasing interface occurs. Toward the end of the drop life, there is little change in the surface area which diminishes the contribution of capacitance changes to the total current. At the same time, any redox process which occurs will result in faradaic current that decays approximately as the square root of time (due to the increasing dimensions of the Nernst diffusion layer). The exponential decay of the capacitive current is much more rapid than the decay of the faradaic current; hence, the faradaic current is proportionally larger at the end of the drop life. Unfortunately, this process is complicated by the continuously changing potential that is applied to the [[working electrode]] (the Hg drop) throughout the experiment. Because the potential is changing during the drop lifetime (assuming typical experimental parameters of a 2 mV/s scan rate and a 4 s drop time, the potential can change by 8 mV from the beginning to the end of the drop), the charging of the interface (capacitive current) has a continuous contribution to the total current, even at the end of the drop when the surface area is not rapidly changing. As such, the typical signal to noise of a polarographic experiment allows detection limits of only approximately 10<sup>−5</sup> or 10<sup>−6</sup> M. ▲[[~~File~~Berkas:Heyrovského polarograf 2.jpg\|~~thumb~~jmpl\|Polarograf Heyrovský's ~~Polarograph and~~dan DME]] Ada berbagai keterbatasan khususnya untuk percobaan pengukuran [[analisis]] kuantitatif menggunakan polarografi klasik. Pengukuran arus dilakukan secara kontinu selama pertumbuhan tetesan Hg, terdapat kontribusi substansial dari arus kapasitif. Selama Hg mengalir dari ujung kapiler, awalnya terdapat peningkatan besar [[luas permukaan]]. Akibatnya, arus awal didominasi oleh efek kapasitif karena terjadi pengisian antarmuka yang meningkat [[pesat]]. Menjelang akhir pertumbuhan tetesan, terdapat sedikit perubahan pada [[luas permukaan]] yang mengurangi kontribusi perubahan kapasitansi terhadap arus total. Pada saat yang sama, proses [[redoks]] yang terjadi akan menghasilkan arus Faraday yang meluruh sekitar [[akar kuadrat]] dari waktu (karena dimensi peningkatan lapisan [[difusi]] Nernst). Peluruhan eksponensial arus kapasitif jauh lebih cepat daripada peluruhan arus Faraday; oleh karenanya, arus Faradaylebih besar secara proporsional pada akhir kehidupan tetesan. Sayangnya, proses ini diperumit oleh perubahan potensial berkelanjutan yang diterapkan pada [[elektrode kerja]] (Hg tetes) selama percobaan. Karena potensial berubah selama masa hidup tetesan (dengan asumsi parameter eksperimental tipikal adalah: laju pindaian 2 mV/s dan waktu tetesan 4 detik, potensial dapat berubah sebesar 8 mV dari awal sampai akhir tetesan), pengisian antarmuka (arus kapasitif) memiliki kontribusi yang berkelanjutan terhadap arus total, bahkan pada akhir tetesan ketika luas permukaan tidak cepat berubah. Dengan demikian, sinyal khas kebisingan pada percobaan polarografi memungkinkan batas deteksi hanya sekitar 10<sup>−5</sup> atau 10<sup>6</sup>M. ~~==Improvements==~~ == Peningkatan/perbaikan == Dramatically better discrimination against the capacitive current can be obtained using the tast and pulse polarographic techniques. These have been developed with introduction of analog and digital electronic potentiostats. A first major improvement is obtained, if the current is only measured at the end of each drop lifetime (tast polarography{{clarify\|date=November 2015}}). An even greater enhancement has been the introduction of differential pulse polarography. Here, the current is measured before the beginning and before the end of short potential pulses. The latter are superimposed to the linear potential-time-function of the voltammetric scan. Typical amplitudes of these pulses range between 10 and 50 mV, whereas pulse duration is 20 to 50 ms. The difference between both current values is that taken as the analytical signal. This technique results in a 100 to 1000-fold improvement of the detection limit, because the capacitive component is effectively suppressed. Pemisahan terhadap arus kapasitif dapat ditingkatkan secara dramatis menggunakan teknik polarografi tast (disebut juga polarografi DC arus tercuplik atau polarografi Strobe) dan polarografi denyut (''pulse polarography''). Teknik ini telah dikembangkan dengan memasukkan pontensiostat elektronik baik analog maupun digital. Perbaikan besar pertama diperoleh, jika arus adalah satu-satunya yang ingin diukur pada akhir setiap umur tetesan (polarografi tast). Peningkatan yang lebih besar telah dicapai dengan hadirnya polarografi denyut diferensial. Dalam teknik ini, arus diukur sebelum awal dan sebelum berakhirnya denyut potensial pendek. Hal yang terakhir ditumpangkan pada fungsi potensial-waktu linear pindaian voltametri. Amplitudo tipikal denyut-denyut ini berada pada rentang 10 dan 50 mV, sementara durasi denyut adalah 20 dan 50 ms. Perbedaan di antara kedua nilai arus tersebut diambil sebagai sinyal analitik. Teknik ini menghasilkan perbaikan 100 hingga 1000-kali lipat dalam hal batas deteksi, karena komponen kapasitif dapat ditekan dengan efektif. == Informasi kualitatif == ~~==Qualitative Information==~~ Informasi kualitatif dapat juga ditentukan dari potensial setengah gelombang polarogram (plot arus vs potensial dalam percobaan polarografi). Nilai potensial setengah gelombang berhubungan dengan potensials standar reaksi redoks yang dipelajari. Qualitative information can also be determined from the half-wave potential of the polarogram (the current vs. potential plot in a polarographic experiment). The value of the half-wave potential is related to the standard potential for the redox reaction being studied. Teknik ini dan terutama metode voltametri pelucutan anodik denyut diferensial (''Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry, DPASV'') dapat digunakan untuk analisis lingkungan, dan terutama studi kelautan untuk karakterisasi bahan organik dan interaksi logam.<ref>{{Cite journal This technique and especially the differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV) method can be used for environmental analysis, and especially for marine study for characterisation of organic matter and metals interactions.<ref>{{Cite journal \| doi = 10.1016/j.marenvres.2008.12.002 \| volume = 67 Baris 92: }}</ref> == Informasi kuantitatif == ~~==Quantitative Information==~~ Persamaan Ilkovic adalah hubungan yang digunakan dalam polarografi terkait dengan arus difusi (I<sub>d</sub>) dan konsentrasi depolarisator (c), yaitu zat-zat yang tereduksi atau teroksidasi pada elektrode raksa tetes. Persamaan Ilkovic ditulis sebagai: The Ilkovic equation is a relation used in polarography relating the diffusion current (I<sub>d</sub>) and the concentration of the depolarizer (c), which is the substance reduced or oxidized at the dropping mercury electrode. The Ilkovic equation has the form: :<math>\,I_d = k.n.F.D^{1/2}.m_r^{2/3}.t^{1/6}.c</math> dengan k adalah konstanta yang mencakup π dan [[massa jenis]] raksa, dan dengan [[tetapan Faraday]] (F) yang telah dievaluasi pada 708 untuk arus maksimum dan 607 untuk arus rata-rata, D adalah [[koefisien difusi]] depolarisator dalam media (cm<sup>2</sup> per detik), n adalah jumlah pertukaran elektron dalam reaksi elektrode, m adalah laju aliran massa Hg melalui kapiler (mg per detik) dan t adalah umur tetesan dalam detik, serta c adalah [[konsentrasi]] depolarisator dalam mol per cm<sup>3</sup>. Where k is a constant which includes π and the density of mercury, and with the [[Faraday constant]] (F) has been evaluated at 708 for max current and 607 for average current, D is the [[diffusion coefficien]]t of the depolarizer in the medium (cm2/s), n is the number of electrons exchanged in the electrode reaction, m is the mass flow rate of Hg through the capillary (mg/sec), and t is the drop lifetime in seconds, and c is depolarizer concentration in mol/cm3. Persamaan ini dinamakan menurut nama ilmuwan yang menurunkannya, seorang [[kimiawan]] Slowakia, [[Dionýz Ilkovič]] (1907-1980). == Lihat juga ==▼ ~~The equation is named after the scientist who derived it, the Slovak chemist, [[Dionýz Ilkovič]] 1907-1980).~~ ~~-->~~ ▲==Lihat juga== {{Commons category\|Polarografi}} * [[Metode elektroanalisis]]