الكيمياء التحليلية هي فرع من فروع الكيمياء التي تركز على التحليل النوعي والكمي للمواد، مما يتيح للعلماء تحديد تكوين وتركيب وخصائص المواد المختلفة. تلعب التقنيات الكهروكيميائية دورًا مهمًا في الكيمياء التحليلية، حيث توفر أدوات قوية لدراسة العمليات الكيميائية واكتشاف التحليلات وقياسها.
الكيمياء التحليلية بالتقنيات الكهروكيميائية
- تستخدم التقنيات الكهروكيميائية التحويل البيني للطاقة الكهربائية والتفاعلات الكيميائية لجمع معلومات حول عينة. تتضمن هذه الطرق قياس الإشارات الكهربائية المتولدة أثناء تفاعلات الأكسدة والاختزال في الأقطاب الكهربائية. تم تصميم الأجهزة المستخدمة في التحليل الكهروكيميائي للتحكم في المتغيرات الكهربائية المتضمنة في هذه التفاعلات وقياسها.
- أحد الأجهزة الأساسية في التحليل الكهروكيميائي هو (potentiostat). يتحكم الجهد الكهربي في الجهد المطبق على قطب كهربائي ويقيس التيار الناتج. يتكون من ثلاثة أقطاب كهربائية: قطب كهربائي عامل وإلكترود مرجعي وقطب كهربائي مضاد. القطب العامل هو الموقع الذي يحدث فيه التفاعل الكهروكيميائي ، بينما يوفر القطب المرجعي إمكانات مرجعية ثابتة، ويكمل القطب الكهربائي الدائرة. تسمح معدلات الجهد للعلماء بأداء تقنيات كهروكيميائية مختلفة، بما في ذلك قياس الفولتية الدوري ، وقياس التوقيت الزمني ، والتحليل الطيفي للمقاومة.
- قياس الفولتميتر الدوري هو تقنية مستخدمة على نطاق واسع في التحليل الكهروكيميائي. إنه ينطوي على تطبيق منحدر جهد على قطب العمل وقياس التيار الناتج. توفر هذه التقنية معلومات حول سلوك الأكسدة والاختزال للتحليل مثل إمكانات الأكسدة والاختزال ومعاملات الانتشار والتركيز.
- جهاز آخر مهم يستخدم في التحليل الكهروكيميائي هو الخلية الكهروكيميائية. يمكن تقسيم الخلايا الكهروكيميائية إلى فئتين: الخلايا الجلفانية (المعروفة أيضًا باسم البطاريات) والخلايا الإلكتروليتية. تقوم الخلايا الجلفانية بتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، بينما تستخدم الخلايا الإلكتروليتية الطاقة الكهربائية لدفع التفاعلات الكيميائية غير التلقائية. يلعب كلا النوعين من الخلايا دورًا مهمًا في التحليل الكهروكيميائي، مما يتيح دراسة تفاعلات الأكسدة والاختزال وتحديد تركيزات المادة التحليلية.
باختصار تعد التقنيات الكهروكيميائية أدوات قيمة في الكيمياء التحليلية ، مما يسمح للعلماء بدراسة العمليات الكيميائية وتحديد كمية التحليلات. توفر الأجهزة المستخدمة في التحليل الكهروكيميائي، مثل الخلايا الكهروكيميائية التحكم والقياس للمعلمات الكهربائية، مما يتيح تحليلًا دقيقًا ودقيقًا. هذه التقنيات لها تطبيقات في مختلف المجالات ، بما في ذلك المراقبة البيئية والتحليل الصيدلاني وأجهزة الاستشعار الحيوية ، مما يساهم في التقدم في البحث العلمي والتطوير التكنولوجي.
