サイクリックボルタンメトリー

質問

英論文を読んでいてサイクリックボルタンメトリーの話が出てきました。

・電極表面及び電極近傍で、どの様な反応が起きているか把握する為の測定。
・電圧値をかけ、電流値を読み取る。
・電極表面に形成される電気二重層の影響で、得られた電流値はヒステリシスになる。
・作用電極に白金ワイヤー、参照電極に銀/塩化銀が使用される。（読んでいる論文も使用）
・２つのピークがあり、１つ目は電気二重層の影響である。

以上の事がわかりましたが、実際に電極はどう接続させているのでしょうか？
２つ目のピークの原因は何でしょうか？
論文には「100ｍｖ/ｓで１０分間、-0.2～1.5Vの範囲で掃引」とありましたがどういう意味でしょうか？
噛み砕いて説明して頂けると幸いです。
以上、宜しくお願いします。

回答No.1

38endoh · ベストアンサー

> 実際に電極はどう接続させているのでしょうか？

三つの電極はすべて液中に浸され，参照極と作用極の間に電位をかけ，作用極から対極に流れる電流を読み取ります。

> ２つ目のピークの原因は何でしょうか？

これが，今お読みの論文の主題かと思うのですが…。ＣＶの測定で最も重要な情報は，仰る２つ目のピークであり，これは測定試料の酸化と還元によるピークです。ピークの位置，面積比，ピーク間距離を議論します。なお，電気二重層のピーク（というか角型ヒステリシス）は，非常に小さなものです。また，これは普通は無視します。

> 「100ｍｖ/ｓで１０分間、-0.2～1.5Vの範囲で掃引」とありましたがどういう意味でしょうか？

ＣＶは定電位や定電流の測定方法ではなく，電位を連続的に変化させる測定方法です。印加する電位を縦軸，時間を横軸に取ると三角波になります。上記の例では，-0.2が三角波の最小値，1.5が最大値，100mV/sは三角波の直線部分の傾き（電位の変化速度）になります。この場合，電位は一往復で34秒ですので，10分間掃引すると10往復半の掃引が行われることになります。

補足

回答ありがとうございます。
論文には２つのピークがあり、１つ目は酸素分子の過酸化水素への還元、２つ目は過酸化水素の水分子への還元とかいてありましたが、グラフの具体的な読みは書いてありません。
面積比、ピーク間距離とはどう見るのでしょうか？

回答No.5

rei00

直接の回答ではありませんが，下のページは参考になりませんか。

　◎ サイクリックボルタンメトリー用電極とアクセサリー　（↓１番目）
　「CVの測定について」を御覧下さい。

　◎ 電気化学セルの構成　（↓２番目）

　なお，ご質問及びお礼を拝見していて思ったのですが，「電気化学」と題する成書などを御覧になって，基礎知識を得られた方が良いかと思います。

参考URL：

http://www.bas.co.jp/electrode/cv_in.htm, http://www.bas.co.jp/electrode/cell_const.htm

回答No.4

38endoh

> 三角波というのがちょっとわかりづらいのですが。

「三角波」という波形をご存知ないのでしょうか？　方形波（矩形波），正弦波，ノコギリ波に並ぶ重要な波形ですので，この際ちゃんと調べられては？

> -200ｍｖ～1500ｍｖの間でいったりきたり、電圧をかけてるということですか？

そうです。しかし電位は相対値ですので，何を基準にするかが重要ですが。

edogawaranpoさんへ：
ポテンシオスタット，もしくはポテンショスタット (potentiostat) と言います。

回答No.3

noname#21649

＞、実際に電極はどう接続させているのでしょうか？
ポテンシャルスタット（名称疑問）のたいきょくを白金電極に．試料極を調べようとする電極に．参照極を参照電極に接続します。
普通．参照電極が１０Ｍオーム程度のハイインピーダンス回路なので．シールドされている事が多いです。ですから．ピンプラで配線する事となりますが．クリップを使って操作性を向上させる事が有ります。

＞２つ目のピークの原因は何でしょうか？
電極表面の化学反応でしょう。

＞ういう意味でしょうか？
ポテンシャルスタットのそういん端子に加える電圧の
変化させる速度を１ぴょうかんに１００ｍＶとする。
印加電圧の最小値を－０．２Ｖ．最大を１．５Ｖとする。

ところで．ホテンシャルスタット．という機械の意味分かりますね。最近は別の名称になったようですが．最近の話題は分かりません。
必要であるならば．実験化学講座（丸善）の電気化学のあたりを読んでください。

回答No.2

38endoh

> グラフの具体的な読みは書いてありません。 面積比、ピーク間距離とはどう見るのでしょうか？

各々のピークの少し手前（厳密には半ピークに相当する位置）の電位が，それぞれの還元反応における還元電位になります。折り返し掃引すると対応する酸化反応が起こりえますが，この酸化反応に相当するピーク面積が還元反応のピーク面積とほぼ等しい場合は可逆反応，酸化反応が起こらない場合は不可逆反応，その中間の時は準可逆反応といいます。

補足

そういう事ですか、ありがとうございます。
先程の「100ｍｖ/ｓで１０分間、-0.2～1.5Vの範囲で掃引」ですが、三角波というのがちょっとわかりづらいのですが。
ちなみに、論文のグラフは縦軸、電流密度（-1.2～０）、横軸、電圧（-500～500ｍｖ）です。
-200ｍｖ～1500ｍｖの間でいったりきたり、電圧をかけてるということですか？
宜しくお願いします。