10.21 : تقنيات الفولتميترية: الفولتميترية النبضية

الفولتميترية النبضية التفاضلية (DPV) هي نوع من الفولتميترية التي تتضمن تطبيق سلسلة من نبضات الجهد على خلية كهروكيميائية أثناء قياس التيار الناتج. في الفولتميترية النبضية التفاضلية، يتم فرض نبضة تفاضلية أو نبضات جهد صغيرة على مسح جهد خطي. عادة ما يكون حجم هذه النبضات صغيرًا، غالبًا في نطاق الملي فولت. تستمر كل نبضة جهد لمدة قصيرة، عادةً في حدود بضعة مللي ثانية، ويتم تطبيقها على فترات منتظمة على طول مسح الجهد.

المبدأ الأساسي الفولتميترية النبضية التفاضلية هو أن تطبيق نبضة جهد على نظام كهروكيميائي يولد تيار فاراداي، ينشأ من تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث على سطح القطب. ينتج هذا التيار الفاراداي عن نقل الإلكترون بين القطب وأنواع المحلل في المحلول. يتم قياس التيار قبل وبعد كل نبضة جهد، والفرق بين قيمتي التيار هاتين يعطي التيار التفاضلي، والذي يتم رسمه مقابل الجهد المطبق. يتناسب حجم هذا التيار مع تركيز الأنواع النشطة كهربائيًا الموجودة في المحلول. يوفر DPV مزايا مثل الدقة الممتازة والخمول النسبي للتيارات السعوية. في حين أن الأول يجعل التمييز بين الأنواع المتعددة الموجودة في المحلول ممكنًا، فإن الأخير يساعد في إخفاء الإشارة في تقنيات الفولتميترية الأخرى.

تطبق الفولتميترية ذات الموجة المربعة جهدًا موجيًا مربعًا وسلم جهد على قطب كهربائي ثابت. أثناء النبضات الكاثودية، يخضع المحلل للاختزال عند سطح القطب الكهربائي، بينما أثناء النبضات الأنودية للموجة، يتم إعادة أكسدة المحلل المختزل. يرسم مخطط الاستقطاب الموجي المربع الفرق في التيار بين نقطتين في مخطط الفولتميترية الموجية المربعة. عادةً، يتم اختيار هذه النقاط عند قمة التيارات الأنودية والكاثودية. الفرق في التيار بين القمم الأنودية والكاثودية في مخطط الاستقطاب الموجي المربع يتناسب مع تركيز المحلل.