Вращающийся дисковый элект­род

ВРАЩАЮЩИЙСЯ ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОД, особый тип электрода, применяемого в электрохимических методах исследования и анализа, а также в гидродинамике. Рабочей поверхностью вращающегося дискового электрода служит торец вращающегося вокруг центральной оси вертикального цилиндра из обладающего электронной проводимостью материала с изолированной боковой поверхностью. Уникальным свойством вращающегося дискового электрода в условиях создаваемого его вращением ламинарного потока жидкости является то, что скорость подвода реагента к электроду посредством конвективной диффузии, как и плотность тока электролиза, одинаковы в любой точке поверхности. Согласно уравнению Левича (1943), плотность диффузионного тока пропорциональна квадратному корню из скорости вращения электрода. На использовании вращающегося дискового электрода основан общепринятый в электрохимии вариант вольтамперометрии. Вращающийся  дисковый электрод применяют для устранения диффузионных ограничений, исследования механизма, диффузионной и смешанной кинетики электродных процессов (включая процессы коррозии), определения коэффициента молекулярной диффузии реагентов, анализа состава растворов электролитов.

Реклама

Для исследования механизма многостадийных электродных реакций, обнаружения и идентификации нестабильных промежуточных продуктов, разделения суммарного процесса на отдельные стадии с нахождением их кинетических параметров, адсорбционных и электроаналитических измерений служит предложенный российскими электрохимиками А. Н. Фрумкиным и Л. Н. Некрасовым в 1959 году метод вращающегося дискового электрода с кольцом. Вращающийся  дисковый электрод с кольцом представляет собой монолитную механическую систему, состоящую из двух концентрических электродов - диска и кольца, лежащих в одной плоскости и разделённых тонким электроизолированным слоем. Образующиеся на диске в ходе изучаемой реакции промежуточные продукты потоком жидкости доставляются к кольцевому (индикаторному) электроду, где методом вольтамперометрии регистрируются по току их катодного восстановления или анодного окисления. Основным источником информации о процессе служит характер зависимости отношения предельного тока диффузии на кольце к току на диске от скорости вращения электрода. При регистрации на кольце устойчивых частиц эта величина, называемая коэффициентом эффективности, зависит только от радиусов диска и кольца и может быть вычислена. Для нестабильных частиц аналогичная величина меньше коэффициента эффективности и возрастает с ростом скорости вращения вращающегося дискового электрода с кольцом.

Лит.: Плесков Ю. В., Филиновский В. Ю. Вращающийся дисковый электрод. М., 1972; Тарасевич М. Р., Хрущева Е.И., Филиновский В. Ю. Вращающийся дисковый электрод с кольцом. М., 1987.       

Л. Н. Некрасов.

Связанные статьи