Linear sweep voltammetry
વિશ્લેષણાત્મક રસાયણશાસ્ત્રમાં, રેખીય સ્વીપ વોલ્ટામેટ્રી એ વોલ્ટામેટ્રીની એક પદ્ધતિ છે જ્યાં કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ પરનો પ્રવાહ માપવામાં આવે છે જ્યારે કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ અને સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેની ક્ષમતા સમયસર રેખીય રીતે વહે છે. ઓક્સિડેશન અથવા પ્રજાતિઓના ઘટાડાને વર્તમાન સંકેતમાં ટોચ અથવા ચાટ તરીકે નોંધવામાં આવે છે, જે સંભવિતતા પર પ્રજાતિઓ ઓક્સિડાઇઝ અથવા ઘટાડવાનું શરૂ કરે છે. પ્રાયોગિક પદ્ધતિ રેખીય સ્વીપ વોલ્ટામેટ્રી માટે પ્રાયોગિક સુયોજન ઉકેલની ક્ષમતા પહોંચાડવા અને પ્રવાહમાં તેના પરિવર્તનનું નિરીક્ષણ કરવા માટે પોટેન્શિયોસ્ટેટ અને ત્રણ-ઇલેક્ટ્રોડ સુયોજનનો ઉપયોગ કરે છે. થ્રી-ઇલેક્ટ્રોડ સેટઅપમાં કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ, સહાયક ઇલેક્ટ્રોડ અને સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડનો સમાવેશ થાય છે. પોટેન્શિયોસ્ટેટ થ્રી-ઇલેક્ટ્રોડ સેટઅપ દ્વારા સંભવિતતા પહોંચાડે છે. સંભવિત, કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા વિતરિત કરવામાં આવે છે. સંભવિત વિ. સમય આલેખના ઢોળાવને સ્કેન દર કહેવામાં આવે છે અને તે mV/s થી 1,000,000 V/s સુધીની હોઇ શકે છે. કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ એ ઇલેક્ટ્રોડમાંથી એક છે જેના પર ઓક્સિડેશન/ઘટાડો પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે-આ ઇલેક્ટ્રોડ પર જે પ્રક્રિયાઓ થાય છે તેનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. સહાયક ઇલેક્ટ્રોડ (અથવા કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ) એ છે કે જેના પર કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ પર થતી પ્રક્રિયાથી વિરુદ્ધ પ્રક્રિયા થાય છે. આ ઇલેક્ટ્રોડ પરની પ્રક્રિયાઓનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવતું નથી. નીચેનું સમીકરણ કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર થતા ઘટાડાનું ઉદાહરણ આપે છે. એ એ ની ઘટાડો ક્ષમતા છે (જો ઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને ઇલેક્ટ્રોડ તેમની પ્રમાણભૂત સ્થિતિમાં હોય, તો આ ક્ષમતા પ્રમાણભૂત ઘટાડો ક્ષમતા છે). જેમ જેમ નજીક આવે છે તેમ તેમ સપાટી પરનો પ્રવાહ વધે છે, અને જ્યારે A ની સાંદ્રતા સપાટી પર ઓક્સિડાઇઝ્ડ/ઘટાડેલા A ની સમકક્ષ હોય છે ([A] = [A−]). જેમ જેમ કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પરના અણુઓ ઓક્સિડાઇઝ થાય છે/ઘટે છે, તેમ તેમ તેઓ સપાટીથી દૂર જાય છે અને નવા અણુઓ કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીના સંપર્કમાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોડની અંદર અથવા બહાર ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ કરંટનું કારણ બને છે. વિદ્યુતપ્રવાહ એ દરનું સીધું માપ છે કે જેના પર ઇલેક્ટ્રોડ-ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્ટરફેસ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનની આપ-લે થઈ રહી છે. જ્યારે આ દર તે દર કરતાં વધારે બને છે કે જેના પર ઓક્સિડાઇઝિંગ અથવા ઘટાડતી પ્રજાતિઓ ઇલેક્ટ્રોલાઇટના જથ્થાથી ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી સુધી ફેલાઈ શકે છે, ત્યારે પ્રવાહ એક ઉચ્ચપ્રદેશ સુધી પહોંચે છે અથવા ટોચ દર્શાવે છે. કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર અણુ A નો ઘટાડો. સહાયક અને સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડ કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા ઉમેરાયેલા અથવા દૂર કરવામાં આવેલા ચાર્જને સંતુલિત કરવા માટે એકતામાં કામ કરે છે. સહાયક ઇલેક્ટ્રોડ કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડને સંતુલિત કરે છે, પરંતુ તેને ઉમેરવા અથવા દૂર કરવા માટે કેટલી ક્ષમતા છે તે જાણવા માટે તે સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડ પર આધાર રાખે છે. સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડમાં જાણીતા ઘટાડાની ક્ષમતા છે. સહાયક ઇલેક્ટ્રોડ સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડને ચોક્કસ ઘટાડો ક્ષમતા પર રાખવાનો પ્રયાસ કરે છે અને આ કરવા માટે તેણે કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડને સંતુલિત કરવો પડે છે. લાક્ષણિકતા લીનિયર સ્વીપ વોલ્ટેમેટ્રી અજ્ઞાત પ્રજાતિઓને ઓળખી શકે છે અને ઉકેલોની સાંદ્રતા નક્કી કરી શકે છે. E1/2 નો ઉપયોગ અજ્ઞાત પ્રજાતિઓને ઓળખવા માટે થઈ શકે છે જ્યારે મર્યાદિત પ્રવાહની ઊંચાઈ સાંદ્રતા નક્કી કરી શકે છે. વર્તમાન ફેરફારો વિરુદ્ધ વોલ્ટેજની સંવેદનશીલતા સ્કેન દર વધારીને વધારી શકાય છે. પ્રતિ સેકન્ડ ઊંચી ક્ષમતાઓ કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર પ્રજાતિના વધુ ઓક્સિડેશન/ઘટાડામાં પરિણમે છે. પરિવર્તનો ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાઓ માટે ચક્રીય વોલ્ટેમેટ્રીનો ઉપયોગ આગળની પ્રતિક્રિયા અને વિપરીત પ્રતિક્રિયા વિશેની માહિતી શોધવા માટે થઈ શકે છે. રેખીય સ્વીપ વોલ્ટામેટ્રીની જેમ, ચક્રીય વોલ્ટામેટ્રી સમય જતાં રેખીય પોટેન્શિયલ લાગુ કરે છે અને ચોક્કસ પોટેન્શિયલ પર પોટેન્શિયોસ્ટેટ લાગુ કરેલા પોટેન્શિયલને ઉલટાવી દેશે અને શરૂઆતના બિંદુ પર પાછા ફરશે. ચક્રીય વોલ્ટેમેટ્રી ઓક્સિડેશન અને ઘટાડાની પ્રતિક્રિયાઓ વિશે માહિતી પૂરી પાડે છે. એપ્લિકેશન્સ જ્યારે ચક્રીય વોલ્ટેમેટ્રી મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં લાગુ પડે છે જ્યાં રેખીય સ્વીપ વોલ્ટેમેટ્રીનો ઉપયોગ થાય છે, ત્યાં કેટલાક ઉદાહરણો છે જ્યાં રેખીય સ્વીપ વોલ્ટેમેટ્રી વધુ ઉપયોગી છે. એવા કિસ્સાઓમાં કે જ્યાં પ્રતિક્રિયા ઉલટાવી ન શકાય તેવી ચક્રીય વોલ્ટેમેટ્રી કોઈ વધારાની માહિતી આપશે નહીં જે રેખીય સ્વીપ વોલ્ટેમેટ્રી આપણને આપશે. એક ઉદાહરણમાં, રેખીય વોલ્ટેમેટ્રીનો ઉપયોગ બાયોકેથોડ દ્વારા સીધા મિથેન ઉત્પાદનની તપાસ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. મિથેનનું ઉત્પાદન એક અપરિવર્તનીય પ્રતિક્રિયા હોવાથી, ચક્રીય વોલ્ટેમેટ્રીએ રેખીય સ્વીપ વોલ્ટેમેટ્રી પર કોઈ અલગ ફાયદો રજૂ કર્યો નથી. આ જૂથને જાણવા મળ્યું કે બાયોકેથોડ સાદા કાર્બન કેથોડ કરતાં વધુ વર્તમાન ઘનતા ઉત્પન્ન કરે છે અને હાઇડ્રોજન ગેસની જરૂર વગર સીધા વિદ્યુત પ્રવાહમાંથી મિથેન ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. વોલ્ટેમેટ્રી ચક્રીય વોલ્ટેમેટ્રી ઇલેક્ટ્રોએનાલિટીકલ પદ્ધતિઓ સંદર્ભો ઇલેક્ટ્રોએનાલિટીકલ પદ્ધતિઓ પણ જુઓ.