Voltamperometriya - Химия - Курсовые работы

Информация о документе

Цена	12000UZS
Размер	45.5KB
Покупки	1
Дата загрузки	05 Март 2024
Расширение	docx
Раздел	Курсовые работы
Предмет	Химия

Voltamperometriya

Купить

O`zbekiston Respublikasi
Oliy ta`lim, fan va innovatsiya vazirligi
Andijon davlat universiteti
Tabiiy fanlar fakulteti kimyo ta`lim yo`nalishi
II- bosqich 202 guruh talabasi
Yo'ldasheva Sug'diyonaning
Analitik kimyo fanidan
KURS ISHI
Mavzu: Voltamperometriya
Kurs ishi rahbari:
Andijon

Mundarija
Kirish………………………………………………………………. 3-5
I bob. Voltamperometriya haqida qisqacha ma’lumot va uning
prinsplari……………………………………………………………………… 5-6
1.1. Voltamperometriya uslubi haqida tushuntirish………………………… 7-9
1.2. Elektrodlarning funksiyalari va tuzulishi……………………………… 9-11
1.3. Elektrokimyo reaktsiyalar va potensial o'zgarishlari………….……… 11-13
II bob. Voltamperometriya tahlil usullari……………………………..… 14-15
2.1. Polarografiya……………………………………………………….…… 16
2.2. Impulsli voltamperometriya…………………………………………..… 17-18
2.3. Kvadrat to‘lqinli voltametriya (SWV)……………………………….…. 18-19
2.4. Differensial impulsli voltamperometriya (DPV)……………………… 19-20
III bob. Voltamperometriya qurilmalari va materiallari……………….. 21
3.1. Elektrodlar turlari va ularning xossalari………………………………… 22
3.2. Elektrolik potensial o'lchov vositalari………………………………...… 23
3.3. Yo'naltiruvchi va qarshi elektrodlar…………………………………..… 24
IV bob. Voltamperometriyaning qo‘llanilishi hamda uning afzalliklari va
cheklovlari………………………………………………………………….. 25-26
4.1 Voltamperogrammalar o'qish va tahlil qilish………………….…..….… 26-28
4.2. Peaklar va jadvalni tahlil qilish………………………………………….28-29
4.3. Materiallar tahlili va tarkibi aniqlash……………………………………29-30
Xulosa…………………………………………………………………......... 31-32
Foydalanilgan adabiyotlar…………………………………..………….… 33-34
2

Kirish
Voltamperometriya elektrokimyoviy usul bo'lib, eritmadagi kimyoviy turlarni
tekshirish va tahlil qilish imkonini beradi. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining
xulq-atvori, tahlil qiluvchi moddalar kontsentratsiyasi va elektrokimyoviy
jarayonlarning xarakteristikasi haqida qimmatli ma’lumotlar beradi.
Voltammetriya turli ilmiy fanlar, jumladan, analitik kimyo, atrof-muhit
monitoringi va bioelektrokimyo bo'yicha tadqiqotchilar va tahlilchilar uchun ko'p
qirrali va kuchli vositalar to'plamini taklif etadi.
Voltametriyaning asosiy printsipi elektrod-elektrolitlar interfeysida sodir
bo'ladigan elektrokimyoviy jarayonlar haqida ma'lumot beradigan qo'llaniladigan
potentsialning funktsiyasi sifatida oqimni o'lchashda yotadi. Elektrokimyoviy
hujayraga boshqariladigan kuchlanish yoki potentsial to'lqin shaklini qo'llash orqali
hosil bo'lgan oqim javobini yozib olish va tahlil qilish mumkin, bu mavjud
kimyoviy turlar, ularning kontsentratsiyasi va elektrokimyoviy xatti-harakatlari
haqida qimmatli ma'lumotlarni ochib beradi.
Ushbu kurs ishi voltametriyaning asosiy tamoyillari va usullaridan boshlab,
keng ko'lamli qo'llanilishiga qadar keng qamrovli tushunchani berishga qaratilgan.
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari, elektrod kinetikasi va diffuziya
jarayonlarining asosiy tamoyillarini o‘rganish orqali talabalar kuzatilgan joriy
reaksiyalarga ta’sir etuvchi omillar haqida tushunchaga ega bo‘ladilar. Bundan
tashqari, kurs ishi turli xil voltametrik usullarni o'rganadi, masalan, Lineer Sweep
Voltammetry (LSV), Cyclic Voltammetry (CV), Differential Pulse Voltammetry
(DPV) va boshqalar, ularning afzalliklari, cheklovlari va mos ilovalarini
muhokama qiladi.
Mavzuning dolzarbligi. Voltametriya mavzusi elektrokimyo va analitik
kimyo sohasida keng qo'llanilishi va eritmadagi kimyoviy turlarning xatti-
harakatlari haqida qimmatli tushunchalarni berish qobiliyati tufayli juda dolzarbdir.
Voltametriya mavzusi analitik kimyo, atrof-muhit monitoringi, bioelektrokimyo va
sanoat jarayonlarida keng qo'llanilishi tufayli juda dolzarbdir. Uning
elektrokimyoviy tizimlar va kimyoviy turlarning xatti-harakatlari haqida qimmatli
3

tushunchalarni berish qobiliyati uni ilmiy tadqiqotlar, tahlillar va texnologik
yutuqlar uchun ajralmas vositaga aylantiradi.
Kurs ishining maqsadi. Voltametriya bo‘yicha kurs ishining maqsadi
talabalarga elektrokimyo va analitik kimyo sohasida voltametriyaning tamoyillari,
usullari va qo‘llanilishi to‘g‘risida har tomonlama tushuncha berishdan iborat.
Umuman olganda, kurs ishining maqsadi talabalarga voltametriya sohasini
tushunish, qo'llash va unga hissa qo'shish uchun zarur bo'lgan keng qamrovli
bilimlar bazasi, amaliy ko'nikmalar va tanqidiy fikrlash qobiliyatlarini berishdir.
Kurs ishi talabalarni elektrokimyo va analitik kimyo sohasidagi keyingi
tadqiqotlar, kasbiy martaba va ilmiy yutuqlarga tayyorlashga qaratilgan.
Kurs ishining vazifasi. Kurs ishining aniq vazifalari va talablari ta'lim
muassasasi, o'qish darajasi va o'qituvchining ko'rsatmalariga qarab farq qilishi
mumkin. Biroq, umumiy maqsad talabalarning nazariy bilimlarini, amaliy
ko'nikmalarini, tanqidiy fikrlash qobiliyatlarini va yutilish xromatografiyasi bilan
bog'liq ilmiy muloqot qobiliyatlarini baholashdir.
Kurs ishining ob`yekti . Voltamperometriya haqidagi asosiy qonunlar,
voltamperotmetriyani o’rganish va chuqur targ’b qilish.
Kurs ishining predmeti. Voltamperometriya bo‘yicha chuqur izlanishlar olib
borish, axborotni tahlil qilish uchun tanqidiy fikrlash va analitik ko‘nikmalarni
qo‘llash.
Kurs ishining ilmiy ahamiyati: Ilmiy jihatdan qonunlarning o`rganilishi va
to`liq o`rganilmagan qismlari. Ushbu qonunlarning olimlar tomonidan
o`rganilayotgan belgilarining ahamiyati.
Amaliy jihatdan ulardan yuzaga chiqayotgan foydali va zararli ko`rsatgichlarini
bilish. Ularni o`rganish jarayonida bu belgilarning hisobga olgan holda yondashish.
Kurs ishining hajmi: Ushbu kurs ishi 34 betdan iborat bo`lib 4 ta bobni o`z
ichiga oladi, kurs ishi kirish qism, xulosa va foydali adabiyotlar bandidan tashkil
topgan.
4

I bob. Voltamperometriya haqida qisqacha ma’lumot va uning
prinsplari.
Voltamperometriya, kimyoviy analizni amalga oshirish uchun ishlatiladigan
bir elektrokimyo tahlil uslubidir. Ushbu usulda elektr o'qibatida yuzaga kelgan
potensial va intensivlik (amperlik) o'zgarishlarni o'rganish uchun elektrodlardan
foydalaniladi.
Voltamperometriya, potensial va intensivlik o'rtacha o'rtasidagi munosabatni
aniqlashga yo'l qo'yadi. Elektron almashish va uzish jarayonlarining tezligini va
hajmini o'rganishda, elektrodlar arasida yo'l topishda qo'yilgan elektrolik potensial
o'zgarishlari vaqtdan asosan olinadi.
Ushbu usulni amalga oshirish uchun, iloviy elektrod va tahlil elektrodi talab
qilinadi. Ilovchi elektrod potensialni o'zgartirish uchun ishlatiladi, tahlil elektrodi
esa elektrokimyo reaktsiyalarni o'rganish va tahlil qilish maqsadida ishlatiladi.
Elektrodlar bilan aloqador elektrolik reaktsiyalar sodir bo'lishi uchun elektrolit
ham talab qilinadi.
Voltamperometriya, potensial va intensivlik o'lchamlarining bog'liqlik
ko'rsatkichlarini yuzaga keltirgan voltamperogrammalarni o'qish, tarkibini
aniqlash, peaklarni tahlil qilish va boshqa jarayonlarni o'rganish uchun
foydalaniladi. Bu usulning imkoniyatlaridan biri ham elektrokimyo tahlilida
katalitik reaktsiyalar va elektrolik katalizatorlardan foydalanish imkonini
berishidir.
Voltamperometriya laboratoriyalarda, kimyoviy tahlil va biosensorlar,
elektrokimyo reaktsiyalar o'rganish, elektrolik potensial va intensivlik o'lchash
uchun amaliyotda o'rnatilgan vositalardan keng foydalaniladi. Ushbu usul,
potensial va intensivlik o'lchashda juda qulay va aniqligi yuqori natijalarga erishish
imkonini beradi.
5

Voltamperometriya asosiy prinsiplari, voltamperometriya uslubini o'zgartirish
imkonini beradigan bir nechta muhim prinsiplardan iboratdir. Bu prinsiplar
quyidagilardir:
 Elektrokimyo reaktsiyalar: Voltamperometriya asosan elektrokimyo
reaktsiyalar bilan bog'liq bo'lgan potensial o'zgarishlarni o'rganishni o'z ichiga
oladi. Elektrokimyo reaktsiyalar elektrodlar bilan aloqador bo'lgan kimyoviy
jarayonlardir va elektrolik potensial o'zgarishlarni yuzaga keltirishda muhim
ahamiyatga ega bo'ladi.
 Elektrodlar va ularning funksiyalari: Voltamperometriyada elektrodlar
tizimli ishlatiladi. Ilovchi elektrod potensial o'zgarishini amalga oshirish va
elektrolik reaktsiyalar uchun asosiy manbani taqdim etishda ishlatiladi, buning
orqali elektrodniki o'zgartirish imkonini beradi. Tahlil elektrodi esa reaktsiya
jarayonini o'rganish va tahlil qilish uchun ishlatiladi.
 Potensial o'zgarishlari: Voltamperometriyada intensiv va potensial
o'rtacha o'rtasidagi o'zgarishlar bilan ishlovchi elektrolik potensial o'zgarishlari
kritik ahamiyatga ega. Potensial o'zgarishlari elektronlar almashish va uzishning
tezligi va hajmini ifodalaydi va tahlil jarayonlari haqida ma'lumot beradi.
 Voltamperogramma: Voltamperogramma, elektrodnik potensial
o'zgarishlarini intensiv va potensial o'rtacha o'rtasidagi o'zgarishlarni ko'rsatadigan
grafikdir. Bu grafiklar reaktsiya jarayonini va tahlil uchun kerakli ma'lumotlarni
ko'rsatadi. Voltamperogrammalarni o'qish, peaklarini aniqlash, intensivlik va
potensial o'rtacha o'rtasidagi o'zgarishlarni tahlil qilish voltamperometriyada
muhim qismidir.
 Elektrolitlar va kimyoviy modellashtirish: Voltamperometriyada
elektrolik reaktsiyalar uchun o'zgartirilgan elektrolitlar va kimyoviy
modellashtirishlar foydalaniladi. Bu usul, elektrolik katalizatorlarning ta'sirini
o'rganish va tahlil qilish jarayonlarini modellashtirishga imkon beradi.
6

1.1. Voltamperometriya uslubi haqida tushuntirish .
Voltamperometriya, elektrokimyo tahlil uslublaridan biri olup, potensial va
intensivlik (amperlik) o'lchamlarining bog'liqlik ko'rsatkichlarini yuzaga keltirish
uchun ishlatiladi. Ushbu usulda elektrodlar orqali elektron almashish va uzish
jarayonlari o'rganiladi va ulardan kelib chiqadigan elektrokimyo reaktsiyalar tahlil
qilinadi.
Voltamperometriyada, voltamperogramma deb ataluvchi grafiklar o'qish, tahlil
qilish va ma'lumotlarni olish uchun ishlatiladi. Voltamperogramma, elektrodnik
potensial o'zgarishini intensivlik va potensial o'rtacha o'rtasidagi munosabatni
ko'rsatuvchi grafik sifatida ifodalaydi.
Voltametriya - bu qo'llaniladigan potentsial yoki kuchlanish funktsiyasi sifatida
oqimni o'lchashni o'z ichiga olgan elektrokimyoviy usul. U eritmadagi elektroaktiv
turlarning oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari, kinetikasi va kontsentratsiyasi
haqida qimmatli ma'lumotlarni beradi. Voltametriya usuli bir necha bosqichlarni
o'z ichiga oladi:
 Elektrokimyoviy hujayrani sozlash: ishchi elektrod, qarshi elektrod va
mos yozuvlar elektroddan iborat mos elektrokimyoviy hujayra tayyorlanadi. Ishchi
elektrod odatda qiziqishning elektrokimyoviy reaktsiyasi sodir bo'ladigan
elektroddir. Qarshi elektrod oqim oqimi uchun yo'lni ta'minlaydi va mos yozuvlar
elektrodi barqaror mos yozuvlar potentsialini o'rnatadi.
 Elektrolit eritmasi: erituvchi (odatda suvli yoki suvsiz eritma) va
qo'llab-quvvatlovchi elektrolitlarni o'z ichiga olgan elektrolit eritmasi tayyorlanadi.
Qo'llab-quvvatlovchi elektrolitlar eritmaning ion o'tkazuvchanligini oshiradi,
elektrokimyoviy reaktsiya paytida zaryadlangan turlarning harakatini
osonlashtiradi.
 Potensial skanerlash: Potensial skanerlash natijada paydo bo'lgan
oqim reaktsiyasini kuzatishda ishlaydigan elektrodga boshqariladigan potentsial
yoki kuchlanishni qo'llash orqali amalga oshiriladi. Potensial chiziqli ravishda
7

siljitilishi, tsiklik skanerlanishi yoki istalgan texnikaga qarab boshqa oldindan
belgilangan naqshlarda o'zgarishi mumkin.
 Oqim o'lchovi: Elektrokimyoviy hujayradan o'tadigan oqim
qo'llaniladigan potentsialni boshqaradigan va natijada paydo bo'lgan oqimni qayd
qiluvchi potentsiostat yordamida o'lchanadi. O'lchangan oqim odatda
qo'llaniladigan potentsialga qarshi chiziladi, oqim kuchlanish egri chizig'i yoki
voltammogramma hosil qiladi.
 Ma'lumotlarni tahlil qilish: Olingan oqim kuchlanish ma'lumotlari
elektrokimyoviy jarayonlar haqida mazmunli ma'lumot olish uchun tahlil qilinadi.
Bunga cho'qqi potentsiallari va cho'qqi oqimlarini aniqlash, voltammogrammaning
shakli va xususiyatlarini tahlil qilish, kontsentratsiyalarni yoki boshqa
elektrokimyoviy ko'rsatkichlarni hisoblash kiradi.
 Kalibrlash va miqdorni aniqlash: Ko'p hollarda kalibrlash egri chizig'i
ma'lum analit konsentratsiyasining standart eritmalari yordamida o'rnatiladi. Bu
namunadagi tahlil qiluvchi moddaning miqdorini uning o'lchangan oqim
reaktsiyasi asosida aniqlash imkonini beradi. Kalibrlash egri chiziqlari tizimning
harakatiga qarab chiziqli yoki chiziqli bo'lmagan bo'lishi mumkin.
 Texnika o'zgarishlari: Tahlilning o'ziga xos talablariga qarab turli xil
voltametrik usullardan foydalanish mumkin. Ba'zi keng tarqalgan usullar qatoriga
chiziqli surish voltametri (LSV), tsiklik voltametriya (CV), differensial impulsli
voltametriya (DPV), kvadrat to'lqinli voltametriya (SWV) va chiziqli voltametriya
kiradi. Har bir texnikaning o'ziga xos afzalliklari, cheklovlari va har xil turdagi
tahliliy moddalar va ilovalar uchun mosligi mavjud.
 Sharhlash va qo'llash: Voltametrik tajribalardan olingan natijalar tahlil
qilinadigan moddaning elektrokimyoviy xatti-harakatlari va o'rganilayotgan tizim
haqida tushunchaga ega bo'lish uchun talqin qilinadi. Olingan ma'lumotlar analitik
kimyo, atrof-muhit monitoringi, bioelektrokimyo, materialshunoslik va sanoat
ilovalari kabi sohalarda qo'llanilishi mumkin.
Ushbu bosqichlarni bajarish orqali tadqiqotchilar va tahlilchilar
elektrokimyoviy reaktsiyalarni o'rganish, tahlil qiluvchi moddalar miqdorini
8

aniqlash, reaktsiya kinetikasini o'rganish va asosiy elektrokimyoviy jarayonlarni
chuqurroq tushunish uchun voltametriya tajribalarini amalga oshirishlari mumkin.
1.2. Elektrodlarning funksiyalari v a tuzulishi.
Elektrodlar, voltamperometriyada o'rnatilgan elektrokimyo tahlil vositalaridir.
Ular o'zgaruvchan potensial va intensivlik o'lchamlarini yuzaga chiqarish uchun
foydalaniladi
Elektrodlarning dizayni, materiali va konstruktsiyasi voltametrik o'lchovning
ishlashi, sezgirligi va selektivligiga ta'sir qiladi. Elektrodlarning asosiy
funktsiyalari va qurilish jihatlari:
Elektrodlarning vazifalari:
1. Elektrokimyoviy reaktsiya joyi: Elektrodning asosiy vazifasi
elektrokimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladigan sirtni ta'minlashdir. U oksidlanish va
qaytarilish jarayonlari uchun joy bo'lib xizmat qiladi, bu elektrod va eritmadagi
elektroaktiv turlar o'rtasida elektronlarni o'tkazish imkonini beradi.
2. Elektron uzatish: Elektrodlar elektroaktiv turlar va elektrod yuzasi
o'rtasida elektronlarning o'tkazilishini osonlashtiradi. Ushbu elektron uzatish
elektrokimyoviy hujayradagi oqim hosil qilish uchun javobgardir, bu voltametriya
vaqtida o'lchanadi va tahlil qilinadi.
3. Barqarorlik va chidamlilik: izchil va ishonchli o'lchovlarni ta'minlash
uchun voltametriya tajribalarida elektrodlar barqaror va bardoshli bo'lishi kerak.
Ular takroriy potentsial tekshiruvlarga, elektrolitlar ta'siriga va elektrokimyoviy
reaktsiyalarga sezilarli buzilish yoki ifloslanishsiz bardosh berishi kerak.
4. Elektrokimyoviy sezuvchanlik: Elektrodlar qiziqish uyg'otadigan
elektroaktiv turlarga nisbatan yuqori sezuvchanlik ko'rsatishi kerak. Ular, hatto
past konsentratsiyalarda ham tahlil qiluvchi moddani aniq aniqlash va miqdorini
aniqlash uchun etarlicha katta oqim javobini ta'minlashi kerak.
9

Elektrodlarning tuzilishi:
1. Materiallarni tanlash: Elektrodlar turli materiallar, jumladan, metallar,
metall qotishmalari, uglerod asosidagi materiallar va o'tkazuvchan polimerlar
yordamida tuzilishi mumkin. Elektrod materialini tanlash analitning xususiyatlari,
barqarorligi, o'tkazuvchanligi, sirt xususiyatlari va elektrolit eritmasi bilan
muvofiqligi kabi omillarga bog'liq.
2. Geometrik dizayn: Elektrod sirtining geometrik dizayni
elektrokimyoviy reaktsiyani boshqarish va ishlashni optimallashtirish uchun
muhimdir. Elektrodlar turli shakl va o'lchamlarga ega bo'lishi mumkin, masalan,
tekislik elektrodlari, disk elektrodlari, mikroelektrodlar va maxsus sirt
modifikatsiyalari bo'lgan elektrodlar.
3. Sirtni tayyorlash: Elektrod ishlashi uchun sirtni to'g'ri tayyorlash juda
muhimdir. Elektrod yuzasi elektrokimyoviy reaktsiyalar uchun toza va faol sirtni
ta'minlash uchun silliqlash, tozalash va faollashtirish kabi muolajalardan o'tishi
mumkin. Yupqa plyonkalar yoki nanopartikullarni cho'ktirish kabi sirt
modifikatsiyalari elektrodning o'ziga xos xususiyatlarini yaxshilash uchun amalga
oshirilishi mumkin.
4. Elektrod qoplamalari va modifikatsiyalari: elektrodlar ishlashi,
sezgirligi va selektivligini oshirish uchun qoplanishi yoki o'zgartirilishi mumkin.
Qoplamalar polimerlar, o'tkazuvchan plyonkalar, metall nanopartikullar yoki
molekulyar qatlamlar kabi materiallarni o'z ichiga olishi mumkin. Ushbu
qoplamalar yaxshilangan barqarorlikni, sirt maydonini oshirishni, katalitik
xususiyatlarni yaxshilashni yoki tahlil qiluvchi moddalarni tanlab olishni
ta'minlaydi.
5. Qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalar: mexanik barqarorlikni ta'minlash va
ishlov berishni osonlashtirish uchun elektrodlar ko'pincha inert material yoki
substrat tomonidan quvvatlanadi. Masalan, kvarts yoki grafit novdalarda qo'llab-
quvvatlanadigan shishasimon uglerod elektrodlari, keramika yoki plastmassa
10

tagliklarda ekranda bosilgan elektrodlar yoki mikrofabrikali qurilmalarga
birlashtirilgan mikroelektrodlar.
6. Elektrod ulanishi: Elektrodlar tokni o'lchash uchun potentsiostat yoki
boshqa o'lchash moslamalariga elektr bilan ulanishi kerak. Bunga odatda metall
simlar yoki ulagichlar yordamida erishiladi, bu oqim oqimi uchun past qarshilikli
elektr yo'lini ta'minlaydi.
Elektrodlarning funktsiyalari va qurilish jihatlarini diqqat bilan ko'rib chiqish
orqali tadqiqotchilar voltametrik o'lchovlar uchun elektrodlarni tanlashlari,
tayyorlashlari va optimallashtirishlari mumkin. Elektrod materialini tanlash, sirt
modifikatsiyalari va dizayn parametrlari voltametrik tahlilning sezgirligi,
selektivligi va aniqligiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin.
1.3. Elektrokimyo reaktsiyalar va potensial o'zgarishlari.
Elektrokimyo reaktsiyalar, elektronlar almashish va uzish jarayonlarini o'z
ichiga olgan kimyoviy jarayonlardir. Bu reaktsiyalar elektrodlar orqali yuzaga
chiqadi va elektr o'qibatida potensial o'zgarishlarni yaratadi.
Elektrokimyoviy reaktsiyalar va potentsial o'zgarishlar voltametriya uchun
markaziy o'rinni egallaydi, chunki ular elektrod-elektrolitlar interfeysida
elektroaktiv turlarning xatti-harakatlarini belgilaydi. Ushbu reaktsiyalarni va ular
bilan bog'liq potentsial o'zgarishlarni tushunish voltametrik ma'lumotlarni
sharhlash uchun juda muhimdir. Bu erda elektrokimyoviy reaktsiyalar va
voltametriyadagi potentsial o'zgarishlarning tushuntirishi:
Elektrokimyoviy reaktsiyalar:
1. Oksidlanish va qaytarilish: Elektrokimyoviy reaktsiyalar elektroaktiv
turlar va elektrod yuzasi o'rtasida elektronlarning o'tkazilishini o'z ichiga oladi.
Oksidlanish elektronlarning yo'qolishini anglatadi, qaytarilish esa elektronlarning
ko'payishini o'z ichiga oladi. Ushbu oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini yarim
reaktsiyalar deb ta'riflash mumkin, bunda elektroaktiv turlar oksidlanish yoki
qaytarilishdan o'tadi.
11

2. Faradaik reaktsiyalar: Voltametriyada elektroddagi elektrokimyoviy
reaktsiyalar odatda Faradaik reaktsiyalardir, ya'ni ular elektrod-elektrolit interfeysi
bo'ylab zaryad o'tkazilishini o'z ichiga oladi. Faradaik reaktsiyalar o'lchangan
oqimga hissa qo'shadi va kuzatilgan voltametrik xatti-harakatlar uchun
javobgardir.
3. Zaryad o'tkazish koeffitsienti: Zaryad o'tkazish koeffitsienti (a)
elektrokimyoviy reaktsiyada elektron uzatish samaradorligini tavsiflaydi. a = 1
qiymati to'liq qaytariladigan reaktsiyani ko'rsatadi, a < 1 esa qaytarilmas yoki
kinetik jihatdan cheklangan reaktsiyani ko'rsatadi. a qiymati voltametrik javobning
shakli va xususiyatlariga ta'sir qiladi.
Potentsial o'zgarishlar:
1. Qo'llaniladigan potentsial: Voltametriyada ish elektrodga mos
yozuvlar elektrodiga nisbatan potentsial yoki kuchlanish qo'llaniladi.
Qo'llaniladigan potentsial elektrokimyoviy reaktsiyaning yo'nalishini - oksidlanish
yoki qaytarilishni aniqlaydi va reaktsiyaning sodir bo'lish tezligiga ta'sir qiladi.
2. Haddan tashqari potentsial: haddan tashqari potentsial - bu ma'lum bir
oksidlanish-qaytarilish juftligi uchun elektrod potentsialining termodinamik
muvozanat potentsialidan chetga chiqishi. Bu elektrokimyoviy reaktsiyani amalga
oshirish uchun zarur bo'lgan energiyani hisobga oladi. Haddan tashqari potentsial
reaktsiya kinetikasiga ta'sir qiladi va o'lchovning sezgirligi va selektivligini
optimallashtirish uchun boshqarilishi mumkin.
3. Potensial skanerlash tezligi: potentsial skanerlash tezligi voltametrik
tajriba davomida qo'llaniladigan potentsial o'zgarishi tezligini anglatadi.
Skanerlash tezligi elektron uzatish tezligiga va elektroaktiv turlarning tarqalishiga
ta'sir qiladi, voltametrik javobning shakli va kattaligiga ta'sir qiladi.
4. Potensial oyna: Potensial oyna - bu qiziqishning elektrokimyoviy
reaktsiyasi sodir bo'ladigan qo'llaniladigan potentsiallar diapazoni. Bu elektrodning
barqarorlik chegaralari va redoks juftligi bilan aniqlanadi. Potentsial oynani
elektrodga shikast etkazmaslik yoki kiruvchi nojo'ya reaktsiyalarni oldini olish
uchun ehtiyotkorlik bilan tanlash kerak.
12

5. Qaytariladigan va qaytarilmas reaksiyalar: Qaytariladigan reaktsiyalar
oldinga va orqaga reaktsiyalar teng tezlikka ega bo'lganda sodir bo'ladi, natijada
voltametrik javobda aniq belgilangan oksidlanish va qaytarilish cho'qqilari paydo
bo'ladi. Qaytarib bo'lmaydigan reaktsiyalar teng bo'lmagan oldinga va orqaga
sur'atlarga ega, bu esa assimetrik yoki keng cho'qqilarga olib keladi.
Elektrokimyoviy reaktsiyalar va potentsial o'zgarishlarni tushunish
tadqiqotchilarga voltametrik javobni sharhlash va elektroaktiv turlarning redoks
harakati, kinetikasi va kontsentratsiyasi haqida qimmatli ma'lumotlarni olish
imkonini beradi. Shuningdek, u voltametriya o'lchovlarining sezgirligi, selektivligi
va aniqligini oshirish uchun eksperimental sharoitlarni optimallashtirish imkonini
beradi..
13

II bob. Voltamperometriya tahlil usullari.
Voltamperometriya, elektr o'qibatida potensial va intensivlik (amperlik)
o'lchamlarni yuzaga chiqarish uchun ishlatiladigan bir necha tahlil usullarini o'z
ichiga oladi. Voltametriya tahlili eksperimental o'rnatish va ma'lumotlarni yig'ish
strategiyalarida farq qiluvchi turli xil texnikalarni o'z ichiga oladi.
Voltametriyaning ushbu usullari tadqiqotchilarga elektrokimyoviy xatti-
harakatlarning turli tomonlarini o'rganish va tahlil qiluvchi moddalar haqida
qimmatli ma'lumotlarni olish imkonini beradi. Voltametriyani tahlil qilishning
ba'zi keng tarqalgan usullari:
 Lineer Sweep Voltammetry (LSV): LSV natijada joriy javobni
o'lchashda qo'llaniladigan potentsialni chiziqli ravishda vaqt o'tishi bilan tozalashni
o'z ichiga oladi. Potensial bir yo'nalishda skanerdan o'tkaziladi, odatda
boshlang'ich potentsialdan oxirgi nuqtagacha. LSV analitning oksidlanish-
qaytarilish harakati, shu jumladan cho'qqi potentsiallari va oqimlari haqida
ma'lumot beradi.
 Tsiklik voltametriya (CV): CV ikki chegara orasidagi potentsialni
davriy ravishda skanerlashni o'z ichiga oladi, odatda oldinga va teskari skanerlash.
Potensial chiziqli ravishda bir yo'nalishda siljiydi va keyin teskari yo'nalishga
aylanadi. Rezyume elektrokimyoviy reaktsiyaning teskariligi, tepalik potentsiallari
va eng yuqori oqimlari haqida tushuncha beradi. Shuningdek, u elektron uzatish
kinetikasini baholashi va har qanday adsorbsiya yoki sirt jarayonlarini aniqlashi
mumkin.
 Differentsial impulsli voltametriya (DPV): DPV chiziqli potentsial
skanerlashda qo'shilgan bir qator potentsial impulslarni qo'llaydi. Joriy javob har
bir zarbadan keyin o'lchanadi, bu esa sezgirlik va ruxsatni oshirish imkonini
beradi. DPV, ayniqsa, izlarni tahlil qilish va past konsentratsiyali yoki bir-biriga
mos keladigan signallarga ega bo'lgan analitlarni aniqlash uchun foydalidir.
 Kvadrat to'lqinli voltametriya (SWV): SWV ishchi elektrodga
belgilangan chastotali kvadrat to'lqin potentsial to'lqin shaklini qo'llaydi. Olingan
oqim reaktsiyasi to'lqin shaklining muayyan nuqtalarida o'lchanadi. SWV LSV
14

yoki CV bilan solishtirganda yaxshilangan sezuvchanlik, pasaytirilgan fon
shovqini va yaxshilangan eng yuqori piksellar sonini taklif qiladi.
 Chiqib ketish voltametri: Chiqib ketish voltametri oldindan
kontsentratsiya bosqichini voltametrik o'lchov bilan birlashtiradi. Bu voltametrik
skanerlashni amalga oshirishdan oldin elektrod yuzasiga elektrodepozitsiya
jarayoni orqali analitni joylashtirishni o'z ichiga oladi. Chiqib ketish
voltammetriyasi sezgirlikni oshiradi, bu esa tahlil qiluvchi moddalarning iz
darajasini aniqlash va miqdorini aniqlash imkonini beradi.
 Pulsli voltametriya: Pulsli voltametriya kvadrat to'lqinli voltametriya
(SWV), differensial impulsli voltametriya (DPV) va oddiy puls voltametri (NPV)
kabi usullarni o'z ichiga oladi. Ushbu usullar sezgirlikni oshirish, fon shovqinini
kamaytirish va aniqlash chegaralarini yaxshilash uchun maxsus puls to'lqin
shakllaridan foydalanadi.
 Adsorbtiv so'ndiruvchi voltametriya (AdSV): AdSV yalang'och
voltametriyaning ixtisoslashgan shakli bo'lib, elektrod yuzasiga adsorblanadigan
analitlarni oldindan kontsentratsiyalash va aniqlashni o'z ichiga oladi. AdSV iz
metallar va adsorbsion xususiyatlarga ega organik birikmalarni aniqlash uchun
foydalidir.
 Amperometriya: Amperometriya ishlaydigan elektrodga
qo'llaniladigan sobit potentsialdagi oqimni o'lchaydi. Odatda elektroaktiv turlarni
doimiy monitoring qilish va tez yoki vaqtinchalik elektrokimyoviy javoblarga ega
bo'lgan analitlarni aniqlash uchun ishlatiladi.
Voltametriyani tahlil qilishning ushbu usullari turli elektrokimyoviy
hodisalarni, jumladan oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini, kinetiklarni, sirt
jarayonlarini va izlarni tahlil qilishni o'rganishda ko'p qirralilikni taklif etadi.
Tegishli texnikani tanlash aniq analitik maqsadlarga, kerakli sezuvchanlikka va
tekshirilayotgan tahlil qiluvchining tabiatiga bog'liq.
15

2.1. Polarografiya.
Polarografiya, elektrokimyo tahlil usullaridan biridir va
voltamperometriyaning bir usuli sifatida qaraladi. Ushbu usul, elektrodnik
potensial o'zgarishlarini o'rganishda va elektrokimyo reaktsiyalarni tahlil qilishda
foydalaniladi. Polarografiya usulida metal elektrodlar ishlatiladi, masalan, tug'un
elektrodlari.
Polarografiyada tahlil jarayonida elektrodnik potensialning o'zgarishlarini
o'rganish uchun elektrolik reduksiya reaktsiyalari amalga oshiriladi. Bu usulning
asosiy qurilishi quyidagicha:
1. Elektrolitli eritma: Tahlil jarayonida elektrolitli eritma ishlatiladi.
Ushbu eritma, elektrokimyo reaktsiyalar uchun bir elektr o'qibatida potensial va
intensivlik o'lchamlarini ta'minlaydi.
2. Ilovchi elektrod: Ilovchi elektrod, polarografiyada foydalaniladigan
metal elektroddir. U elektrodnik potensialni belgilab olish uchun ishlatiladi va
elektronlar almashish jarayonlarini ta'minlaydi.
3. Tahlil elektrodi: Tahlil elektrodi, reduksiya jarayonlari va intensivlik
o'lchamini ta'minlash uchun ishlatiladi. U reduksiya reaktsiyalari natijasida
elektronlarni qabul qiladi va o'qib ketadi.
4. Dropper: Polarografik tahlil jarayonida dropper yordamida
elektrolyutli eritma tahlil jarayoniga qo'shiladi. Dropper, elektrolitning to'plangan
eritmasini tahlil jarayoniga qaytaradi.
5. Polarogramma: Polarogramma, polarografik tahlil jarayonining
natijalarini tasvirlaydigan grafikdir. Ushbu grafikdagi x o'qida potensial (V) va y
o'qida intensivlik (A) o'lchamlari ko'rsatiladi. Polarogramma, reduksiya
reaktsiyalarining intensivlik potensial xususiyatlarini va kinetik parametrlarini
o'rganishga imkon beradi.
Polarografiya, konsentratsiya, kinetika, elektrodnik potensial, reaksiya
mekanizmalari va boshqalar kabi elektr o'qibatidagi tahlil ma'lumotlarini olish
uchun foydalaniladi. Ushbu usul, kimyoviy analiz, farmakologiya, oziq-ovqat
sanoati va boshqa sohalarda muhim ahamiyatga ega.
16

2.2. Impulsli voltamperometriya.
Impulsiv voltamperometriya voltamperometriyani tahlil qilish usullaridan
biridir. Ushbu usulda elektrodlar orasidagi potentsial va oqim o'lchovlari ma'lum
bir potentsial diapazonda muntazam takrorlanadigan voltamperometrik impulslar
yordamida amalga oshiriladi.
Impulsli voltamperometriya odatda elektrokimyoviy reaktsiyalar kinetikasini
va elektrokimyoviy tizimlarni o'rganish uchun ishlatiladi. Bu usulda elektrodlar
orasidagi potentsial impulslar yordamida tez va boshqariladigan tarzda
o'zgartiriladi. Elektroddagi oqim har bir potentsial puls paytida o'lchanadi. Ushbu
impulslarning tezligi va kattaligi o'lchangan oqimning vaqt o'zgarishini olish uchun
o'rnatiladi.
Impulsli voltamperometriya reaksiya tezligining vaqt bo yicha o zgarishini vaʻ ʻ
reaksiya kinetik parametrlarini aniqlash uchun ishlatiladi. U elektrokimyoviy
tizimlar mexanizmlarini va elektrokimyoviy reaksiyalar dinamikasini o‘rganish
uchun ham qimmatlidir. Ushbu usul elektrokimyoviy sensorlarni loyihalash va
tavsiflashda, bioelektrokimyoviy tadqiqotlar va elektrokimyoviy tahlillarda
qo'llanilishi mumkin.
Impulsli voltamperometriya usuli tez va aniq o'lchovlarni amalga oshirish
qobiliyati bilan muhim afzalliklarni beradi. Potensial impulslarning tezligi va
kattaligi o'lchangan oqimning vaqt o'zgarishini nazorat qilish uchun
optimallashtirilishi mumkin. Shu tarzda, u reaktsiya mexanizmlarini o'rganish,
elektrokatalitik faollik tahlili va redoks reaktsiyalarining kinetikasi kabi ko'plab
dastur sohalarida qo'llanilishi mumkin.
Impulsli voltametriyaning bir nechta o'zgarishlari mavjud, jumladan:
1. Differentsial impulsli voltametriya (DPV): DPV chiziqli potentsial
skanerlashning tepasida bir qator qisqa potentsial impulslarni qo'llaydi. Joriy javob
pulsning ma'lum nuqtalarida, odatda pulsning oxirida yoki undan keyin o'lchanadi.
DPV an'anaviy chiziqli voltametriyaga nisbatan yuqori sezuvchanlik va aniqlikni
17

ta'minlaydi, bu ayniqsa izlarni tahlil qilish va past konsentratsiyali yoki bir-biriga
mos keladigan signallarga ega bo'lgan analitlarni aniqlash uchun foydalidir.
2. Kvadrat to'lqinli voltametriya (SWV): SWV ishchi elektrodga kvadrat
to'lqin potentsial to'lqin shaklini qo'llaydi. Potensial tezda ikki daraja - asosiy
potentsial va impuls potentsiali o'rtasida almashinadi va joriy javob har bir impuls
davomida o'lchanadi. SWV boshqa voltametrik usullar bilan solishtirganda
yaxshilangan sezuvchanlik, pasaytirilgan fon shovqini va yuqori aniqlikni
ta'minlaydi.
3. Oddiy impulsli voltametriya (NPV): NPV chiziqli potentsial
skanerlashning ustiga odatda bir xil kattalikdagi bir qator diskret potentsial
impulslarni qo'llaydi. Joriy javob oxirida yoki har bir zarbadan keyin o'lchanadi.
NPV elektroaktiv turlarning kontsentratsiyasi, elektrod kinetikasi va
adsorbsiya/desorbsiya jarayonlari haqida ma'lumot berishi mumkin.
2.3. Kvadrat to‘lqinli voltametriya (SWV)
Kvadrat to'lqinli voltamometriya (SWV) elektrokimyoviy tahlil usullaridan
biridir. Ushbu usul elektrodlar orasidagi potentsialni impulsli tarzda o'zgartirish
orqali joriy o'lchovlarni amalga oshiradi. SWV past kuchlanishlarda ishlaydi va
aniq tahlil qilish uchun idealdir.
SWV ning ishlash printsipi quyidagicha:
1. Dastlabki potentsial: Birinchidan, elektrodlar orasidagi potentsial ma'lum
bir boshlang'ich qiymatga keltiriladi.
2. Kuchlanish impulslari: Belgilangan dastlabki potentsialdan boshlab
impulsli kuchlanish qo'llaniladi. Bu impulslar elektroddagi potentsialni oshiradi va
kamaytiradi. Pulslar odatda kvadrat to'lqin shaklida bo'ladi.
3. Oqim o'lchovlari: Har bir kuchlanish pulsi paytida elektroddagi oqim
o'lchanadi. Oqim elektrokimyoviy reaktsiyalarning paydo bo'lishi bilan bog'liq.
18

4. Chastota va amplituda sozlamalari: SWVda kuchlanish impulslarining
chastotasi (impulslar soni) va amplitudasi (kuchlanish o'zgarishi miqdori)
sozlanishi mumkin. Ushbu parametrlar tahlil qilinadigan tizim va tadqiqot
maqsadiga qarab optimallashtiriladi.
5. Voltamperogrammani yaratish: joriy o'lchovlar natijasida olingan
ma'lumotlar vaqt o'tishi bilan kuchlanishning o'zgarishini ifodalovchi
voltamperogramma sifatida grafik tarzda ifodalanadi. Ushbu grafik reaktsiyalar
kinetikasi, elektrokatalitik faollik va tahlil uchun muhim ma'lumotlarni taqdim
etadi.
SWV usuli mikroelementlarni, organik birikmalarni va past
konsentratsiyalarda biokimyoviy tahlillarni aniqlash uchun ishlatiladi. Bu,
shuningdek, elektrokimyoviy sensorlarning tavsifi, elektrokimyoviy reaktsiyalar
mexanizmlarini o'rganish va elektrokimyoviy tahlil qilish uchun tez-tez afzal
qilingan usuldir. SWV yuqori sezuvchanlik, yaxshi signal-shovqin nisbati va qisqa
tahlil vaqti kabi afzalliklarga ega.
2.4. Differensial impulsli voltametriya (DPV)
Differensial impulsli voltammetriya (DPV) elektrokimyoviy tahlil usullaridan
biri bo'lib, SWV (kvadrat to'lqinli voltamometriya) usulining hosilasi hisoblanadi.
DPV potentsial va oqim o'lchovlarini amalga oshirish uchun kuchlanishning
o'zgarish tezligi va oqimning differentsialidan foydalanadi. Shunday qilib, u
aniqroq va aniq o'lchovlarni amalga oshirish imkonini beradi.
DPV ning ishlash printsipi quyidagicha:
1. Dastlabki potentsial: elektrodlar orasidagi potentsial ma'lum bir
boshlang'ich qiymatga keltiriladi.
2. Oldinga va orqaga skanerlash: Potensial impulslar bilan o'zgartirilib, avval
oldinga (ko'tarilish) va keyin orqaga (pastga) skanerlash amalga oshiriladi. Ushbu
skanerlar potentsialdagi tez o'zgarishlarni olish uchun ishlatiladi.
19

3. Oqim o'lchovlari: Har bir kuchlanish pulsi paytida elektroddagi oqim
o'lchanadi. Ushbu oqim o'lchovlari vaqt o'tishi bilan kuchlanishning o'zgarish
tezligi asosida amalga oshiriladi. Aniqroq o'lchovni olish uchun differensial oqim
o'lchovi amalga oshiriladi.
4. Voltaj puls parametrlari: DPV da kuchlanish impulslarining chastotasi,
amplitudasi va skanerlash tezligi sozlanishi. Ushbu parametrlar tahlil qilinadigan
tizim va tadqiqot maqsadiga qarab optimallashtiriladi.
5. Differensial voltamperogrammani yaratish: joriy o'lchovlar natijasida
olingan ma'lumotlar vaqt o'tishi bilan kuchlanishning o'zgarish tezligini
ifodalovchi differentsial voltamperogramma sifatida grafik tarzda ifodalanadi.
Differensial voltamperogramma reaksiyalarning xususiyatlarini yaxshiroq
ko'rsatadi va tahlil qilish uchun batafsilroq ma'lumot beradi.
DPV usuli juda past konsentratsiyalarda mikroelementlar, farmatsevtika,
biologik namunalar va boshqa murakkab namunalarni aniqlash uchun ishlatiladi.
Differensial o'lchovlar fon oqimini bostirish va pastroq signal-shovqin nisbatini
ta'minlash orqali yaxshiroq tahlil natijalariga erishishga yordam beradi. DPV dan
foydalanish elektrokimyoviy sensorlarning tavsifini, elektrokimyoviy reaktsiya
mexanizmlarini o'rganishni va bioelektrokimyoviy tadqiqotlarni o'z ichiga oladi.
20

III bob. Voltamperometriya qurilmalari va materiallari.
Voltamperometriya uchun ishlatiladigan elektrokimyoviy hujayralar
elektrodlar va eritmalar kabi asosiy komponentlardan iborat.
Elektrokimyoviy hujayralar odatda shisha yoki plastmassa materialdan
tayyorlanadi. Hujayralarning shakli va hajmi elektrodlar turiga, namuna hajmiga va
tahlil maqsadiga qarab farq qilishi mumkin. Voltamperometriya hujayralari uchta
elektrodli tizimdir: mos yozuvlar elektrod, ishchi elektrod va yordamchi elektrod.
Yo'naltiruvchi elektrod potentsial o'lchovlar amalga oshiriladigan sobit mos
yozuvlar nuqtasidir. Ag/AgCl, SCE (nol birlik salohiyati), Hg/Hg2Cl2 va Calomel
(Hg/Hg2Cl2) kabi turli mos yozuvlar elektrodlaridan foydalanish mumkin.
Ishchi elektrod - bu potentsial o'lchovlar amalga oshiriladigan elektrod.
Platina, oltin, kumush, mis va shisha uglerod elektrodlari kabi turli xil elektrod
materiallaridan foydalanish mumkin.
Yordamchi elektrod potentsial qo'llanilishi va oqim o'lchovlari paytida oqimni
ta'minlash uchun ishlatiladi. Bu odatda platina sim, platina sim yoki kumush
simdan yasalgan elektroddir.
Eritma elektrolit sifatida ishlatiladi va eritmada tahlil qiluvchi va etalon
elektrod o'rtasida potentsial farq hosil bo'ladi. Elektrolitlar sifatida har xil bufer
eritmalar, tuzlar, kislotalar va asoslardan foydalanish mumkin.
Bundan tashqari, voltamperometriya ilovalarida elektrod yuzasidagi
reaktsiyalarga ta'sir qiluvchi va o'lchov natijalariga ta'sir qiluvchi omillarni nazorat
qilish uchun sirt ishlov berish ham qo'llaniladi. Misol uchun, elektrod yuzasi
jilolangan yoki qoplangan bo'lishi mumkin.
Ushbu komponentlarning barchasi voltamperometriya tajribalarida
o'lchovlarning aniqligi, aniqligi va takrorlanishi uchun muhimdir.
21

3.1. Elektrodlar turlari va ularning xossalari
Elektrodlar elektrokimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladigan va oqim yig'iladigan
sirtdir. Voltamperometriya kabi elektrokimyoviy texnikada ishlatiladigan
elektrodlar har xil turdagi bo'lishi va turli xil xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin.
Elektrodlarning ayrim turlari:
1. Ruda elektrodlari: Bu elektrodlar tabiiy rudalardan tayyorlangan yuqori
toza metallardan qilingan. Platina, oltin va kumush kabi metallar yuqori
haroratlarda yoki elektrokimyoviy ishlov berish orqali elektrodlarga aylanadi.
2. Shisha uglerod elektrodlari: Bu elektrodlar shisha va ugleroddan qilingan.
Ideal holda, ular yuqori sirt maydoniga ega bo'lish uchun gözenekli tuzilishga ega
bo'lishi mumkin. Ular mashhur, chunki ular odatda ekologik jihatdan qulay, arzon
va ko'p qirrali.
3. Disk elektrodlari: Ushbu elektrodlar disk shaklida bo'lib, odatda shisha
ugleroddan tayyorlanadi. Yagona diskli elektrod bitta elektrokimyoviy reaktsiyani
kuzatish uchun ishlatilishi mumkin. Ko'p diskli elektrodlar bir vaqtning o'zida bir
nechta reaktsiyalarni kuzatish uchun ishlatilishi mumkin.
4. Rolikli elektrodlar: Ushbu elektrodlar silindrsimon shaklga ega, odatda
nozik oltin yoki platina simlardan yasalgan. Rolikli elektrodlar yuqori sirt
maydoniga ega bo'lishi mumkin va ular nozik va sezgir elektrodlar sifatida
ishlatilishi mumkin.
5. Mikroelektrodlar: Bu juda kichik o'lchamdagi elektrodlar (millimetr yoki
mikrometr shkalasida), odatda shisha yoki ugleroddan yasalgan. Ushbu elektrodlar
kichik namunalarda yuqori aniqlikdagi o'lchovlarni amalga oshirish uchun
ishlatiladi.
Elektrodlarning xarakteristikalari tahlil maqsadiga, namuna turiga, reaksiya
tezligiga, sirt maydoniga, harorat va bosim sharoitlariga, foydalanish chastotasiga
va boshqalarga bog'liq. mos ravishda tanlanadi.
22

3.2. Elektrolik potensial o'lchov vositalari
Elektrokimyoviy potentsialni o'lchash uchun turli xil elektrokimyoviy
potentsial o'lchash asboblari va asboblari qo'llaniladi. Bu erda elektrokimyoviy
potentsialni o'lchash vositalaridan ba'zilari:
1. Potentiostat: Potentiostatlar elektrokimyoviy hujayradagi elektrod
potentsialini boshqarish uchun ishlatiladigan qurilmalardir. Ushbu qurilmalar mos
yozuvlar elektrod va ishlaydigan elektrod o'rtasidagi potentsial farqni doimiy
ravishda ushlab turadi. Potentsiostatlar voltametriya, amperometriya va potentsial
uzluksiz o'lchovlar kabi turli elektrokimyoviy tajribalarda qo'llaniladi.
2. Galvanostat: Galvanostatlar elektrod orqali o'tadigan oqimni boshqarish
uchun ishlatiladigan qurilmalardir. Ular ma'lum bir oqim qiymatini saqlab turish
yoki ma'lum bir kuchlanish darajasida oqimni o'lchash uchun ishlatiladi.
Galvanostatlar elektrokimyoviy qoplama jarayonlari va elektrokimyoviy sintez
kabi tajribalarda keng qo'llaniladi.
3. Elektrokimyoviy hujayralar: elektrokimyoviy potentsialni o'lchash uchun
mo'ljallangan hujayralar ishlatiladi. Ushbu hujayralar elektrodlar, mos yozuvlar
elektrodi va namunani o'z ichiga olgan elektrokimyoviy tizimni tashkil qiladi. Bu
hujayralar potentsialni o'lchash va elektrokimyoviy reaktsiyalarni boshqarish
uchun ishlatiladi.
4. Yo'naltiruvchi elektrodlar: Elektrokimyoviy potentsial o'lchovlarida
ishlatiladigan mos yozuvlar elektrodlari doimiy potentsialni saqlash uchun
ishlatiladi. Ag/AgCl, SCE (nol birlik salohiyati), Hg/Hg2Cl2 va Calomel
(Hg/Hg2Cl2) kabi turli mos yozuvlar elektrodlari mavjud. Ushbu elektrodlar
o'lchash tizimida mos yozuvlar potentsialini ta'minlaydi va o'lchangan potentsial
farqni aniqlaydi.
Ushbu asboblar elektrokimyoviy potentsialni o'lchashda ishlatiladigan keng
tarqalgan asboblardir. Potentsial va galvanostatlar potentsial va oqimni boshqarish
uchun, elektrokimyoviy hujayralar va mos yozuvlar elektrodlari esa o'lchash tizimi
va mos yozuvlar potentsialini ta'minlash uchun ishlatiladi.
23

3.3. Yo'naltiruvchi va qarshi elektrodlar.
Yo'qotuvchi elektrodlar (katodlar) va qarshi elektrodlar (anodlar)
elektrokimyoviy hujayralardagi elektrokimyoviy reaksiyalarda turli rol o'ynaydi.
Yo'qotuvchi elektrod (katod): Yo'qotuvchi elektrod elektrokimyoviy
hujayradagi oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida elektronlarni olish orqali
qaytariladigan elektrod vazifasini bajaradi. Yo'qotuvchi elektrod reaksiya sodir
bo'ladigan sirt bo'lib, u elektronlarni qabul qilib qaytarilish reaksiyasini bajaradi.
Masalan, metall metall ionlarini kamaytiradi, bu esa metallning cho'kishiga olib
keladi.
Qarshi elektrodi (anod): Qarshi elektrodi elektrokimyoviy hujayradagi
oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida elektronlarni beruvchi oksidlovchi elektrod
vazifasini bajaradi. Qarshi elektrodi elektrokimyoviy reaksiyalarda oksidlanish
reaksiyasini amalga oshiradi va elektronlarni faolsizlantiradi. Masalan, metallning
oksidlanishi natijasida metall ionlari hosil bo'ladi va qarshi elektrodda oksidlanish
reaktsiyasi sodir bo'ladi.
Elektrokimyoviy hujayradagi elektrodlarning roli oksidlanish-qaytarilish
reaktsiyalarida elektron oqimini ta'minlash va potentsial farqni yaratishdir.
Yo'lovchi elektrodi reaksiya sodir bo'ladigan sirtni, qarshi elektrod esa elektronlar
o'chirilgan sirtni ifodalaydi. Ushbu elektrodlarning material tanlovi o'lchanadigan
reaktsiya va tahlilning maqsadi bilan belgilanadi. Masalan, yo'qotuvchi elektrod
uchun oltin, platina yoki kumush kabi metallar, qarshi elektrod sifatida esa uglerod
yoki boshqa metallar ishlatiladi.
24

IV bob. Voltammetriyaning qo‘llanilishi hamda uning afzalliklari va
cheklovlari.
Voltametriyaning qo'llanilishi:
Voltametriya atrof-muhit monitoringi, farmatsevtika, materialshunoslik,
korroziya tahlili va boshqa ko'plab sohalarda ko'plab ilovalarga ega.
Voltametriyaning ba'zi keng tarqalgan ilovalari:
1. Metall va organik birikmalarning tahlili: Voltametriya odatda qo'rg'oshin,
simob va kadmiy kabi og'ir metallarni va farmatsevtika, pestitsidlar va gerbitsidlar
kabi organik birikmalarni tahlil qilish uchun ishlatiladi.
2. Atrof-muhit monitoringi: Voltametriya suv, tuproq va havodagi
ifloslantiruvchi moddalar darajasini kuzatish uchun ishlatilishi mumkin, bu uni
atrof-muhitni tahlil qilish uchun muhim vositaga aylantiradi.
3. Korroziyani tahlil qilish: Voltametriya turli materiallar, shu jumladan
metallar va qotishmalar uchun korroziya jarayonlari va korroziya inhibitörlerini
o'rganish uchun ham ishlatilishi mumkin.
4. Elektrokaplama: Voltametriya elektrokaplamaning asosiy usuli bo'lib,
qoplama sharoitlarini optimallashtirish va qoplamalar sifatini yaxshilash uchun
ishlatilishi mumkin.
5. Biosensorlar: Voltammetriya glyukoza, DNK va oqsillar kabi
biomolekulalarni aniqlash uchun elektrokimyoviy biosensorlarni ishlab chiqish
uchun ishlatilishi mumkin.
Voltametriyaning afzalliklari:
1. Yuqori sezuvchanlik: Voltammetriya yuqori sezuvchanlikka ega va juda oz
miqdordagi elektroaktiv turlarni aniqlay oladi.
2. Selektivlik: Voltametriya murakkab namunalarda muayyan elektroaktiv
turlarni tanlab tahlil qilish uchun ishlatilishi mumkin.
3. Tez tahlil: Voltametriya tezkor va real vaqtda tahlilni ta'minlaydi, bu
jarayonni nazorat qilish va monitoring qilish uchun mos keladi.
4. Buzilmaydigan tahlil: Voltammetriya buzilmaydi va namuna tayyorlashni
talab qilmaydi, bu uni in situ va invaziv bo'lmagan tahlil uchun mos qiladi.
25

Voltam p e rome triya cheklovlari:
1. Cheklangan elektrodning ishlash muddati: Voltam p e rome triyada
ishlatiladigan elektrodlarning ishlash muddati cheklangan va ularni tez-tez
almashtirish kerak bo'lishi mumkin.
2. Boshqa turlarning shovqini: namunada mavjud bo'lgan boshqa elektroaktiv
turlarning shovqini tahlilning aniqligi va selektivligiga ta'sir qilishi mumkin.
3. Namuna matritsasi effektlari: pH, harorat va ion kuchi kabi namunaning
matritsasi voltametrik javobga ta'sir qilishi mumkin.
4. Yuqori xarajat: Voltam p e rome triya uskunalari qimmat bo'lishi mumkin va
ishlash uchun maxsus tayyorgarlik talab qilinishi mumkin.
5. Analitiklarning cheklangan diapazoni: Voltam p e rome triya elektroaktiv
turlarni tahlil qilish bilan chegaralanadi va elektroaktiv bo'lmagan turlarni bu usul
yordamida tahlil qilib bo'lmaydi.
4.1 Voltamperogrammalar o ' qish va tahlil qilish
Voltammogrammalarni o ' qish va tahlil qilish voltametriya tajribalari orqali
taqdim etilgan ma ' lumotlarni tushunish va sharhlashda asosiy mahoratdir .
Voltammogrammalar joriy javobning qo'llaniladigan potentsial yoki kuchlanish
funktsiyasi sifatida grafik tasviridir. Voltamogrammalarni samarali o'qish va tahlil
qilish uchun quyidagi qadamlar mavjud:
 O'qlarni aniqlang: voltammogrammaning o'qlarini aniqlashdan
boshlang. X o'qi qo'llaniladigan potentsial yoki kuchlanishni, y o'qi esa joriy
javobni ifodalaydi.
 Cho'qqilarni aniqlash: Voltammogrammada cho'qqilarni yoki
cho'qqilarni qidiring. Cho'qqilar elektroaktiv turlarning oksidlanishini yoki
kamayishini ifodalaydi. Oksidlanish cho'qqilari odatda ijobiy potentsiallarda
namoyon bo'ladi, pasayish cho'qqilari esa salbiy potentsiallarda kuzatiladi.
Cho'qqilar elektrokimyoviy reaktsiyaning qaytarilishiga qarab simmetrik yoki
assimetrik bo'lishi mumkin.
26

 Tepalik potentsiali (E_p): Har bir cho'qqi uchun eng yuqori
potentsialni (E_p) aniqlang. Tegishli potentsial - bu tegishli oksidlanish yoki
qaytarilish jarayoni uchun maksimal oqim kuzatiladigan qo'llaniladigan potentsial.
U elektroaktiv turlarning oksidlanish-qaytarilish potentsiali haqida ma'lumot
beradi.
 Tepalik oqimi (I_p): Har bir tepalik uchun eng yuqori oqimni (I_p)
aniqlang. Tepalik oqimi oksidlanish yoki qaytarilish jarayonida kuzatiladigan
maksimal oqimga to'g'ri keladi. U tahlil qiluvchi moddaning kontsentratsiyasi va
elektroaktivligi haqida ma'lumot beradi.
 Tepalik shakli va kengligi: cho'qqilarning shakli va kengligini tahlil
qiling. Simmetrik va tor cho'qqilar qaytariladigan yoki yarim qaytariladigan
reaktsiyalarni, assimetrik va keng cho'qqilar esa qaytarilmas reaktsiyalarni yoki
kinetik cheklovlarni ko'rsatadi. Cho'qqilarning shakli va kengligi reaktsiya
mexanizmi va kinetikasi haqida tushuncha berishi mumkin.
 Fon oqimi: asosiy yoki fon oqimi darajasini aniqlang. Asosiy chiziq
hech qanday redoks reaktsiyalari bo'lmaganda joriy javobni ifodalaydi va
voltammogrammadan har qanday fon shovqinini yoki faradaik bo'lmagan
oqimlarni olib tashlash uchun zarurdir.
 Skanerlash tezligining ta'siri: skanerlash tezligining
voltammogrammaga ta'sirini ko'rib chiqing. Ko'rish tezligini o'zgartirish elektron
uzatish tezligiga va elektroaktiv turlarning tarqalishiga ta'sir qiladi, bu
cho'qqilarning shakli, balandligi va holatini o'zgartirishi mumkin. Har xil
skanerlash tezligida voltammogrammani tahlil qilish reaksiya kinetikasi haqida
ma'lumot berishi mumkin.
 Taqqoslash va kalibrlash: Olingan voltammogrammani o'xshash
sharoitlarda ma'lum elektroaktiv turlarning mos yozuvlar yoki standart
voltammogrammalari bilan solishtiring. Ushbu taqqoslash tahlil qiluvchi moddani
aniqlashga va uning konsentratsiyasini aniqlashga yordam beradi.
27

 Ma'lumotlarni tahlil qilish va talqin qilish: Nihoyat, to'plangan
ma'lumotlarni tahlil qiling, maksimal potentsiallarni, eng yuqori oqimlarni, tepalik
shakllarini va har qanday qo'shimcha eksperimental parametrlarni hisobga oling.
Ma'lumotlarni sharhlash va tahlil qiluvchi modda haqida mazmunli ma'lumot olish
uchun Nernst tenglamasi yoki diffuziya bilan boshqariladigan jarayonlar kabi
tegishli matematik modellardan foydalaning.
Voltammogrammalarni diqqat bilan o'qib, tahlil qilib, tadqiqotchilar
elektroaktiv turlarning elektrokimyoviy harakati, kinetikasi va kontsentratsiyasi
haqida tushunchaga ega bo'lishlari va tekshirilayotgan tizim haqida xulosa
chiqarishlari mumkin.
4.2. Peaklar va jadvalni tahlil qilish.
Voltammogrammalarda cho'qqilarni tahlil qilishda cho'qqi potentsiali, eng
yuqori oqim va cho'qqi shakli kabi asosiy parametrlarni ajratib olish odatiy holdir.
Ushbu ma'lumotlarni tartibga solish va umumlashtirish uchun jadval yaratish
foydali vosita bo'lishi mumkin. Mana, voltammogrammadagi eng yuqori tahlil
jadvali qanday ko'rinishiga misol:
Te
palik Maksimal potentsial
(E_p) Eng yuqori
oqim (I_p) Tepalik shakli
P1 +0,3V 5,2 mkA Simmetrik
P2 -0,6V 8,7 mkA Asimmetrik
P3 +0,9V 3,1 mkA Qaytariladigan
Ushbu jadvalda har bir tepalik noyob identifikator (P1, P2, P3 va boshqalar)
bilan belgilanadi. Tepalik potentsiali (E_p) voltlarda ko'rsatilgan va cho'qqi sodir
bo'ladigan qo'llaniladigan potentsialni ifodalaydi. Maksimal oqim (I_p)
mikroamperlarda (µA) berilgan va eng yuqori nuqtada kuzatilgan maksimal
28

oqimga mos keladi. Tepalik shakli sifat jihatidan tasvirlangan bo'lib, u
nosimmetrik, assimetrik yoki teskari ekanligini ko'rsatadi.
Jadval formatida tepalik ma'lumotlarini tashkil qilish orqali voltammogramma
ichidagi turli cho'qqilarni solishtirish va tahlil qilish osonroq bo'ladi.
Tadqiqotchilar tendentsiyalarni aniqlashlari, eksperimental parametrlarning ta'sirini
baholashlari va o'rganilayotgan tizimning elektrokimyoviy harakati haqida
xulosalar chiqarishlari mumkin. Bundan tashqari, ushbu jadval kelajakda tahlil
qilish va boshqa ma'lumotlar to'plamlari bilan taqqoslash uchun ma'lumotnoma
sifatida xizmat qilishi mumkin.
4.3. Materiallar tahlili va tarkibi aniqlash.
Voltametriya materialni tahlil qilish va tarkibini aniqlash uchun, ayniqsa
material yoki uning tarkibiy qismlari elektrokimyoviy faollik ko'rsatadigan
hollarda qo'llanilishi mumkin. Materialni tahlil qilish va kompozitsiyani aniqlash
uchun voltametriyadan foydalanishning ba'zi yondashuvlari:
1. Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari: Oksidlanish-qaytarilish faol
komponentlari bo'lgan materiallarni tahlil qilish uchun voltametriyadan
foydalanish mumkin. Oksidlanish yoki qaytarilish jarayonlarida joriy javobni
o'lchash orqali muayyan elektroaktiv turlarning mavjudligi va kontsentratsiyasi
haqida ma'lumot olish mumkin. Tepalik potentsiallari va oqimlari materialning
tarkibini aniqlash uchun ma'lum standartlar yoki mos yozuvlar birikmalari bilan
bog'lanishi mumkin.
2. Metall tahlili: Voltametriya odatda metallarni tahlil qilish uchun
ishlatiladi. Har xil metall ionlari oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalariga kirishishi
mumkin va ularni aniqlash va miqdorini aniqlash tegishli voltametrik usullar
yordamida amalga oshirilishi mumkin. Materialdagi metall tarkibini aniqlash
uchun ma'lum metall konsentratsiyasining standart eritmalaridan foydalangan
holda kalibrlash egri chiziqlari tuzilishi mumkin.
3. Iz tahlili: Voltammetriya tahlil qiluvchi moddalarning iz miqdorini
aniqlash va aniqlashga qodir. Oldindan kontsentratsiyalash usullarini qo'llash
29

orqali, masalan, yalang'och voltametriya, mikroelementlar yoki organik birikmalar
elektrod yuzasida to'planishi mumkin, bu esa sezgirlik va aniqlash chegaralarini
oshirishga olib keladi. Bu, ayniqsa, past darajadagi aralashmalar yoki
ifloslantiruvchi moddalarni tahlil qilish uchun foydalidir.
4. Materiallar sirtining tavsifi: Voltametriya material sirtlarining
elektrokimyoviy xususiyatlari haqida tushuncha berishi mumkin. Voltametrik
javobni tahlil qilish orqali sirt reaktivligi, adsorbsiya jarayonlari va passivatsiya
qatlamlari mavjudligi haqida ma'lumot olish mumkin. Bu korroziya xatti-
harakatlarini tavsiflash, sirt qoplamalarini baholash yoki elektrokatalitik
materiallarni o'rganish uchun qimmatli bo'lishi mumkin.
5. Kompozit materiallar: Voltametriya turli elektroaktiv komponentlarni
o'z ichiga olgan kompozit materiallarning tarkibini aniqlash uchun ishlatilishi
mumkin. Har bir komponentning voltametrik reaktsiyasini alohida tahlil qilish
orqali ularning kompozitsion material ichidagi nisbiy kontsentratsiyasini aniqlash
mumkin. Bu kompozitsion materiallarning tavsifi va sifatini nazorat qilish
imkonini beradi.
Shuni ta'kidlash kerakki, materialni tahlil qilish va tarkibni aniqlash uchun
voltametriyaning qo'llanilishi qiziqish komponentlarining elektrokimyoviy
faolligiga bog'liq. Elektroaktiv turlarga ega bo'lmagan yoki juda past
elektrokimyoviy reaktivlikka ega materiallar faqat voltametriya yordamida tahlil
qilish uchun mos kelmasligi mumkin. Bunday hollarda materialning har
tomonlama tavsifini olish uchun qo'shimcha tahlil usullaridan foydalanish kerak
bo'lishi mumkin.
30

Xulosa
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, voltamperometriya turli sohalarda keng
qo'llanilishini taklif qiluvchi kuchli elektrokimyoviy texnikadir. U materiallarning
elektrokimyoviy harakati, kinetikasi va tarkibi haqida qimmatli ma'lumotlarni
taqdim etadi. Amaldagi potentsialning funktsiyasi sifatida joriy javobni tahlil qilish
orqali voltametriya elektroaktiv turlarni aniqlash va miqdorni aniqlash imkonini
beradi.
Voltamperometriyaning dolzarbligi uning metallar, organik birikmalar va
atrof-muhitni ifloslantiruvchi moddalarni tahlil qilish qobiliyatidan kelib chiqadi.
U atrof-muhit monitoringi, korroziyani tahlil qilish, elektrokaplama va
biosensorlarni ishlab chiqishda keng qo'llaniladi. Voltametriyaning afzalliklari
orasida yuqori sezuvchanlik, selektivlik, tezkor tahlil va buzilmaydigan xususiyat
mavjud. Shu bilan birga, u elektrodning ishlash muddati, boshqa turlarning
aralashuvi va namuna matritsasi effektlari kabi cheklovlarga ega.
Voltametriyaning elektrokimyoviy hujayralar, elektrodlar va tahlil qilish usuli
kabi asosiy jihatlari muhokama qilindi. Elektrodlarning tuzilishi va funktsiyalari,
elektrokimyoviy reaktsiyalar va voltametriya tajribalari paytida yuzaga keladigan
potentsial o'zgarishlar o'rganildi. Bundan tashqari, sezgirlik va aniqlikni
oshiradigan impulsli voltametriya voltametriya tahlilida qimmatli texnika sifatida
ta'kidlangan.
Voltamogrammalarni o'qish va tahlil qilish qobiliyati eksperimental
natijalarni sharhlash uchun juda muhimdir. Pikni aniqlash, cho'qqi potentsialini va
cho'qqi oqimini aniqlash, cho'qqi shakli va kengligini tahlil qilish elektroaktiv
turlarning redoks jarayonlari va kinetikasi haqida tushuncha beradi. Taqqoslash va
sharhlashni osonlashtiradigan eng yuqori tahlil ma'lumotlarini tartibga solish uchun
jadvallardan foydalanish mumkin.
Va nihoyat, voltametriya materiallarni tahlil qilish va kompozitsiyani
aniqlashda qo'llaniladi, ayniqsa materiallar yoki ularning tarkibiy qismlari
elektrokimyoviy faollikni ko'rsatsa. Bu metallar, iz elementlari va kompozit
31

materiallarni tahlil qilish imkonini beradi. Biroq, voltametriyaning qo'llanilishi
qiziqish komponentlarining elektrokimyoviy reaktivligiga bog'liq.
Umuman olganda, voltammetriya elektrokimyo sohasida qimmatli vosita
bo'lib xizmat qiladi, tadqiqotchilarga materiallarning elektrokimyoviy
xususiyatlarini o'rganish va tushunish, tahlil qiluvchi moddalarni aniqlash va
miqdorini aniqlash, turli ilmiy va texnologik ilovalarda asosli qarorlar qabul qilish
imkonini beradi.
32

Foydalanilgan adabiyotlar
1. Fayzullayev О . « А nalitik kimyo asoslari». Т. 2003-yil..
2. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика. М. 2005 г.
3. Файзуллаев О. Туробов Н. Рўзиев Е. Қуватов А.Муҳаммадиев Н.
Аналитик
4. кимё лаборатория машғулотлари. Тошкент. Янги аср авлоди. 2006. 445
5. Файзуллаев О. Электрокимёвий текшириш усуллари. Тошкент Ўқитувчи
1996 йил168 бет
6. Агасян П.К., Николаева Е.Р. Теория и практика потенсиометрии и
потенсиометрического титрования. М.: Химия. 1972. 138 с.
7. Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физико-
химические методы анализа. М.: Высшая школа.1991. 256 с.
8. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. М.: Высшая школа.1984.
9. Ruziyev E . A Elektrokimyoviy analiz usullari bo ’ yicha masalalar to ’ plami
SamDU 2017 -88 bet
10. Ruziyev E . A ., Muxammadiyev N . Q ., Fayzullayev N . Miqdoriy taxlil
natijalarini matematik qayta ishlash . Samarqand SamDU 1997 -33 bet
11. Ruziyev E.A Kimyoviy analiz usullari bo’yicha masalalar to’plami
Samarqand: SamDU 2017 -84 bet
12. Алимарин И.П. Лабораторные методики к практикуму физико-
химических и
13. физических методов анализа. Электрохимические методы. М.: Химия.
1981.111 с.
Foydalanilgan elektron veb sahifalar.
1. Ommaviy qidiruv tizimi: www.google.com
2. Ma’lumotlar joylashtirilgan veb sahifa: www.fayllar.org
3. Elektron kitoblar jamlanmasi joylangan veb sahifa: www.ziyouz.com
4. Turli xil ma’lumotlarga ega veb sahifa: www.wikipedia.org
5. O zbekiston Milliy kutubxonasi: ʻ https://natlib.uz
33

Voltamperometriya

Купить

Похожие документы
Tabiiy gaz tarkibidan propan fraksiyasini ajratib olish
Akrolein
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining analitik kimyoda qo’llanilishi
Luminessent titrlash metodi
Katalitik kreking mahsulotlari