Jak odczytać woltamperogram cykliczny w darmowej przeglądarce CV MolDraw

Wypróbuj przeglądarkę CV tutaj

Naciśnij Ferrocen (odwracalny) w przeglądarce na żywo, aby wczytać gotowy przykład.

Wypróbuj tutaj

Po co przeglądarka CV w przeglądarce internetowej?

Oprogramowanie potencjostatu zwykle działa na jednym komputerze laboratoryjnym i czyta pliki jednego producenta, więc współpracownicy często nie mogą otworzyć Twoich danych. Ręczne odczytywanie pików z wykresu jest powolne i podatne na błędy. Przeglądarka MolDraw czyta popularne formaty eksportu, nakłada je na siebie i mierzy standardowe wartości za każdym razem w ten sam sposób.

Woltamperometria cykliczna w skrócie

Potencjał elektrody pracującej jest liniowo zmieniany do punktu zwrotnego i z powrotem, a prąd jest rejestrowany. Pik anodowy (Epa, prąd ipa) pochodzi z utleniania. Pik katodowy (Epc, prąd ipc) pochodzi z redukcji.

Dla pary elektrochemicznie odwracalnej E½ = (Epa + Epc)/2 jest bliskie potencjałowi formalnemu. Odległość pików ΔEp wynosi około 59/n mV w 25 °C, gdzie n to liczba elektronów, i nie zmienia się z szybkością skanowania. Stosunek ipa/ipc bliski 1 oznacza, że obie formy są trwałe podczas skanu. Szersze ΔEp wskazuje na wolniejsze przeniesienie elektronu lub nieskompensowany opór. Brak piku powrotnego oznacza, że produkt dalej reaguje.

Potencjał ma sens tylko względem elektrody odniesienia. W roztworach wodnych często stosuje się SCE lub Ag/AgCl. W rozpuszczalnikach organicznych IUPAC zaleca podawanie potencjałów względem pary ferrocen/ferrocen+ (Fc/Fc+) zmierzonej w tym samym naczyniu.

Dla półprzewodników organicznych potencjały początku utleniania i redukcji względem Fc/Fc+ dają przybliżone energie orbitali granicznych: E(HOMO) ≈ −(E_{ox, onset} + 4.8) eV, i analogicznie z początkiem redukcji dla LUMO. Wartość 4,8 eV jest konwencją, a nie stałą.

Równanie Randlesa–Ševčíka łączy prąd piku z szybkością skanowania. Dla odwracalnej fali rozpuszczonego indywiduum w 25 °C ip = 2.69 × 10⁵ n^3/2 A D^1/2 C v^1/2. Zatem ip rośnie z √v. Dla indywiduum unieruchomionego na elektrodzie ip rośnie natomiast z v.

Pliki, które otwiera przeglądarka

Jak analizować woltamperogram krok po kroku

1. Naciśnij Otwórz plik(i) CV albo upuść pliki na pole. Aby najpierw się rozejrzeć, naciśnij przykład, np. Quasi-odwracalny lub Nieodwracalne utlenianie.
2. W sekcji Elektroda odniesienia i jednostki ustaw Dane względem na elektrodę, względem której mierzyłeś, a Pokaż względem na tę, względem której chcesz podać wyniki. Jeśli mierzyłeś ferrocen w tym samym naczyniu, wpisz jego E½ w polu E½ ferrocenu względem elektrody danych (V).
3. Wybierz cykl w menu Piki. Przeczytaj tabelę i uwagę „Co to oznacza” pod nią.
4. Aby wyznaczyć poziomy energetyczne, otwórz HOMO / LUMO z potencjałów początku. Zaznacz Użyj początku utleniania, Użyj początku redukcji lub oba oraz Oznacz początki, aby zobaczyć je na wykresie.
5. Dla serii szybkości skanowania wybierz kilka plików naraz albo zaznacz Dodaj do wykresu zamiast zastępować. Sprawdź każdą szybkość skanowania, otwórz Analiza szybkości skanowania (Randles-Ševčík) i wpisz Liczba elektronów n oraz Stężenie (mM).
6. Zapisz wyniki przyciskiem Eksportuj PNG, Eksportuj CSV lub Wykres ip PNG.

Co robi przeglądarka

• Nakładanie: każdy plik dostaje własny kolor. Pokazuj, ukrywaj lub usuwaj pliki i wybieraj, które cykle rysować.
• Werdykt prostym językiem: uwaga uznaje ΔEp do 75 mV za odwracalne, a do 200 mV za quasi-odwracalne. Piki oddalone o ponad 0,8 V są traktowane jako osobne procesy, więc E½ i ΔEp nie są podawane.
• Elektrody odniesienia i znaki: przeliczaj między SCE, dwiema elektrodami Ag/AgCl, SHE, NHE, Hg/HgO i Fc/Fc+. Utlenianie jest rysowane w górę (IUPAC); zaznacz Konwencja amerykańska, aby to odwrócić.
• Analiza szybkości skanowania: ipa względem √v z dopasowaną prostą i R², nachylenie log ip względem log v, werdykt: dyfuzja czy proces powierzchniowy, oraz współczynnik dyfuzji D, gdy podano n, powierzchnię i stężenie.
• Gęstość prądu: ustaw Powierzchnia elektrody (cm²) i zaznacz Gęstość prądu, aby rysować j zamiast I.

Jak używać jej na zajęciach i w laboratorium

• Nauczanie odwracalności: wczytaj po kolei Ferrocen (odwracalny), Quasi-odwracalny i Nieodwracalne utlenianie i porównaj ΔEp, ipa/ipc oraz pik powrotny.
• Opis nowego związku: wpisz E½ swojego ferrocenu i podawaj E½ względem Fc/Fc+, które inne grupy mogą bezpośrednio porównać.
• Elektronika organiczna: oszacuj HOMO, LUMO i przerwę elektrochemiczną z woltamperogramu filmu, a potem porównaj ją z przerwą optyczną z przeglądarki widm UV-Vis.
• Sprawdzanie mechanizmu: wykonaj serię szybkości skanowania, aby odróżnić indywiduum dyfundujące od zaadsorbowanego na elektrodzie.

Wskazówki i ograniczenia

• Pliki rzadko zapisują elektrodę odniesienia, więc za każdym razem sprawdzaj Dane względem.
• Przeliczenia używają stałych wartości dla roztworów wodnych względem SHE. W rozpuszczalnikach organicznych bardziej wiarygodny jest wewnętrzny wzorzec ferrocenowy.
• Analiza szybkości skanowania używa pierwszego cyklu każdego pliku. D zakłada odwracalną, kontrolowaną dyfuzyjnie falę w 25 °C.
• Wartości HOMO i LUMO są szacunkowe. Porównuj tylko wartości uzyskane z tym samym poziomem Fc/Fc+ i tą samą metodą (początek lub E½).
• Przy nakładających się falach sprawdź, czy znaczniki Epa i Epc leżą na pikach, o które Ci chodzi.

Więcej przeglądarek i poradników MolDraw