Squarewave voltammetry
સ્ક્વેરવેવ વોલ્ટામેટ્રી (એસડબલ્યુવી) એ રેખીય સંભવિત સ્વીપ વોલ્ટામેટ્રીનું એક સ્વરૂપ છે જે સ્થિર ઇલેક્ટ્રોડ પર લાગુ સંયુક્ત ચોરસ તરંગ અને સીડીની ક્ષમતાનો ઉપયોગ કરે છે. તેને ઔષધીય અને વિવિધ સંવેદના સમુદાયો સહિત વિવિધ ક્ષેત્રોમાં અસંખ્ય ઉપયોગો મળ્યા છે. ઇતિહાસ જ્યારે 1957માં બાર્કર દ્વારા પ્રથમ વખત અહેવાલ આપવામાં આવ્યો હતો, ત્યારે ઉપયોગમાં લેવાતા કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ મુખ્યત્વે ઘટતા પારાના ઇલેક્ટ્રોડ (DME) હતા. ડીએમઈનો ઉપયોગ કરતી વખતે, પારાના ઘટાડાનો સપાટી વિસ્તાર પ્રયોગ દરમિયાન સતત બદલાતો રહે છે; આ કારણોસર, એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ડેટાનું વિશ્લેષણ કરવા માટે કેટલીકવાર જટિલ ગાણિતિક મોડેલિંગની જરૂર પડતી હતી. સ્ક્વેરવેવ વોલ્ટામેટ્રિક તકનીક પારાના એક ડ્રોપની અંદર ઇચ્છિત ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ડેટાના સંગ્રહ માટે મંજૂરી આપે છે, જેનો અર્થ છે કે બદલાતા કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ સપાટી વિસ્તાર માટે ગાણિતિક મોડેલિંગની જરૂરિયાત હવે જરૂરી નહોતી. ટૂંકમાં, આ તકનીકની રજૂઆત અને વિકાસથી DME અથવા SDME કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ્સનો ઉપયોગ કરીને વિશ્વસનીય અને સરળતાથી પુનઃઉત્પાદિત કરી શકાય તેવા ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ડેટાના ઝડપી સંગ્રહની મંજૂરી મળી. ઘણા વિદ્યુત રસાયણશાસ્ત્રીઓ (ખાસ કરીને ઓસ્ટેરીઓન્ગ્સ) ના સતત સુધારાઓ સાથે, એસડબલ્યુવી હવે આધુનિક પોટેન્શિયોસ્ટેટ્સ પર ઉપલબ્ધ પ્રાથમિક વોલ્ટામેટ્રિક તકનીકોમાંની એક છે. સ્ક્વેરવેવ વોલ્ટામેટ્રિક પ્રયોગમાં, (સામાન્ય રીતે સ્થિર) કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ પરનો પ્રવાહ માપવામાં આવે છે જ્યારે કાર્યરત ઇલેક્ટ્રોડ અને સંદર્ભ ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેની ક્ષમતા સતત આવર્તન પર આગળ અને પાછળ ધબકતી હોય છે. સંભવિત તરંગ સ્વરૂપને અંતર્ગત સીડી પર નિયમિત ચોરસ તરંગના સુપરપોઝિશન તરીકે જોઈ શકાય છે (ઉપરની આકૃતિ જુઓ); આ અર્થમાં, એસડબલ્યુવીને સીડીના વોલ્ટેમેટ્રીમાં ફેરફાર તરીકે ગણી શકાય. પ્રવાહનું બે વખત નમૂના લેવામાં આવે છે-એક વખત ફોરવર્ડ પોટેન્શિયલ પલ્સના અંતે અને ફરીથી રિવર્સ પોટેન્શિયલ પલ્સના અંતે (બંને કિસ્સાઓમાં પોટેન્શિયલ દિશા ઉલટાય તે પહેલાં). આ કરંટ સેમ્પલિંગ તકનીકના પરિણામે, કેપેસિટીવ (કેટલીકવાર નોન-ફેરૅડિક અથવા ચાર્જિંગ તરીકે ઓળખાય છે) કરંટના પરિણામે કરંટ સિગ્નલમાં યોગદાન ન્યૂનતમ છે. ચોરસ તરંગ ચક્ર દીઠ બે અલગ અલગ કિસ્સાઓમાં વર્તમાન નમૂના લેવાના પરિણામે, બે વર્તમાન તરંગ સ્વરૂપો એકત્રિત કરવામાં આવે છે-બંને નિદાન મૂલ્ય ધરાવે છે, અને તેથી સંરક્ષિત છે. જ્યારે અલગથી જોવામાં આવે છે, ત્યારે આગળ અને પાછળના પ્રવાહના તરંગો ચક્રીય વોલ્ટામોગ્રામના દેખાવની નકલ કરે છે (જે એનોડિક અથવા કેથોડિક અર્ધભાગને અનુરૂપ છે, જો કે, પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓ પર આધારિત છે). ફોરવર્ડ અને રિવર્સ બંને કરંટ વેવફોર્મ્સ નિદાન મૂલ્ય ધરાવતા હોવા છતાં, પોટેન્શિયોસ્ટેટ સોફ્ટવેર માટે એસડબલ્યુવીમાં લગભગ હંમેશા ફોરવર્ડ કરંટ વેવફોર્મમાંથી રિવર્સ કરંટ વેવફોર્મને બાદ કરીને મેળવેલા વિભેદક કરંટ વેવફોર્મની રચના કરવામાં આવે છે. આ વિભેદક વળાંક પછી લાગુ સંભવિત સામે રચવામાં આવે છે. વિભેદક પ્રવાહ વિ. લાગુ સંભવિત માળખામાં શિખરો રેડૉક્સ પ્રક્રિયાઓનું સૂચક છે, અને આ માળખામાં શિખરોની તીવ્રતા વિવિધ રેડૉક્સ સક્રિય પ્રજાતિઓની સાંદ્રતાના પ્રમાણસર છેઃ જ્યાં δip એ વિભેદક પ્રવાહનું શિખર મૂલ્ય છે, A એ ઇલેક્ટ્રોડનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ છે, C0 * એ પ્રજાતિની સાંદ્રતા છે, D0 એ પ્રજાતિઓની વિસરણતા છે, tp એ પલ્સની પહોળાઈ છે, અને κicp એ પરિમાણહીન પરિમાણ છે જે સામાન્ય પલ્સ વોલ્ટેમેટ્રીમાં મર્યાદિત પ્રતિભાવની તુલનામાં એસડબલ્યુવીમાં ટોચની ઊંચાઈને માપે છે. પ્રસરણ સ્તરનું નવીકરણ એ નોંધવું અગત્યનું છે કે સ્ક્વેરવેવ વોલ્ટામેટ્રિક વિશ્લેષણમાં, સંભવિત ચક્ર વચ્ચે પ્રસરણ સ્તરનું નવીકરણ થતું નથી. આમ, દરેક ચક્રને અલગથી જોવું શક્ય/સચોટ નથી; દરેક ચક્ર માટે હાજર પરિસ્થિતિઓ એક જટિલ પ્રસરણ સ્તર છે જે અગાઉના તમામ સંભવિત ચક્રોમાંથી વિકસિત થયું છે. ચોક્કસ ચક્ર માટેની શરતો પણ અન્ય વિદ્યુતરાસાયણિક વિચારણાઓ સાથે ઇલેક્ટ્રોડ ગતિશાસ્ત્રનું કાર્ય છે. બિન-ફેરાડેઇક પ્રવાહોના ન્યૂનતમ યોગદાનને કારણે, અલગ ફોરવર્ડ અને રિવર્સ કરંટ પ્લોટને બદલે વિભેદક કરંટ પ્લોટનો ઉપયોગ, અને સંભવિત રિવર્સલ અને કરંટ સેમ્પલિંગ વચ્ચે નોંધપાત્ર સમય ઉત્ક્રાંતિ, એસડબલ્યુવીનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા સ્ક્રિનિંગ મેળવી શકાય છે. આ કારણોસર, સ્ક્વેરવેવ વોલ્ટેમેટ્રીનો ઉપયોગ અસંખ્ય ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ માપનમાં કરવામાં આવ્યો છે અને તેને અન્ય ઇલેક્ટ્રોએનાલિટીકલ તકનીકોમાં સુધારણા તરીકે જોઈ શકાય છે. દાખલા તરીકે, એસડબલ્યુવી ચક્રીય વોલ્ટેમેટ્રી કરતાં પૃષ્ઠભૂમિ પ્રવાહોને વધુ અસરકારક રીતે દબાવે છે-આ કારણોસર, સીવી પર એસડબલ્યુવીનો ઉપયોગ કરીને નેનોમોલર સ્કેલ પર વિશ્લેષણાત્મક સાંદ્રતા નોંધાવી શકાય છે. એસડબલ્યુવી વિશ્લેષણનો ઉપયોગ તાજેતરમાં વોલ્ટામેટ્રિક કેટેકોલ સેન્સરના વિકાસમાં, મોટી સંખ્યામાં ફાર્માસ્યુટિકલ્સના વિશ્લેષણમાં અને 2,4,6-TNT અને 2,4-DNT સેન્સરના વિકાસ અને નિર્માણમાં કરવામાં આવ્યો છે. સ્વતંત્ર વિશ્લેષણમાં ઉપયોગમાં લેવા ઉપરાંત, એસડબલ્યુવીને અન્ય વિશ્લેષણાત્મક તકનીકો સાથે પણ જોડવામાં આવી છે, જેમાં પાતળા-સ્તરની ક્રોમેટોગ્રાફી (TLC) અને ઉચ્ચ દબાણવાળી પ્રવાહી ક્રોમેટોગ્રાફીનો સમાવેશ થાય છે પરંતુ તે મર્યાદિત નથી. વોલ્ટામેટ્રી ઇલેક્ટ્રોએનાલિટીકલ પદ્ધતિ સંદર્ભો ઇલેક્ટ્રોએનાલિટીકલ પદ્ધતિઓ પણ જુઓ.