旋轉圓盤電極的基本工作原理是什么？
2024-11-11
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旋轉圓盤電極是電極理論與流體動力學結合的產物，因此它也稱為流體動力學電極。其工作原理的基本要點是：物質傳遞和電流密度受控于電化學活性物質，而電化學活性物質的運動是按流體動力學規律進行的。
基本工作原理：
旋轉圓盤電極廣泛應用在現代電分析化學，以及電極動力學的研究。從四十年代就對該電極的流體力學模型和質量傳遞方程進行了大量的研究，其嚴格的，極限擴散電流方程式為：
Id=0.62nFAD2/3ω1/2γ-1/6C
式中：
Id：圓盤電極的極限擴散電流，A/Cm2
n：參與電化學反應的電子數Cm2/秒。F：法拉第常數。
γ：溶液的動力學粘度。Cm2/秒。
ω：電極的旋轉速度。弧度/秒。
C：被測離子的濃度。
由方程式可知，電極的極限擴散電流Id和轉速V的平方根成良好的線性關系，如以Id對N½作圖，可得一直線，其斜率為0.62nFAD2/3γ-1/6C，則可求出反應粒子的擴散系數D。
δ=1.61D1/3ω-1/2γ-1/6
式中：
δ：擴散層厚度。
D：被測電原性物質的擴散系數。Cm2/秒。
γ：溶液的動力粘度。Cm2/秒。
ω：旋轉速度。轉速/秒。
由此可見，電極表面擴散層有效厚度δ是一個可準確計算的量，一旦知道D、γ、ω就可計算δ，電極表面擴散層有效厚度δ具有這些優點，使之在電分析化學及工業生產中得到廣泛的應用。
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