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Capa de difusión

En electroquímica , la capa de difusión , según la IUPAC , se define como la "región en la proximidad de un electrodo donde las concentraciones son diferentes de su valor en la solución a granel. La definición del espesor de la capa de difusión es arbitraria porque la concentración se aproxima asintóticamente al valor en la solución a granel". [1] La capa de difusión depende, por tanto, del coeficiente de difusión ( D ) del analito y, para las mediciones voltamperométricas , de la velocidad de barrido (V/s). Normalmente se considera que es un múltiplo de (donde = velocidad de barrido).


El valor es físicamente relevante ya que la concentración de soluto varía según la expresión derivada de las leyes de Fick :

donde erf es la función de error . Cuando la concentración es aproximadamente el 52% de la concentración total:

A velocidades de escaneo lentas, la capa de difusión es grande, del orden de micrómetros , mientras que a velocidades de escaneo rápidas la capa de difusión tiene un espesor de nanómetros. La relación se describe en parte mediante la ecuación de Cottrell . [2]

En lo que respecta a la voltametría cíclica , la capa de difusión tiene un volumen insignificante en comparación con el volumen de la solución en masa. Por este motivo, los experimentos de voltametría cíclica cuentan con un suministro inagotable de analito nuevo.

Referencias

  1. ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2.ª edición (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "capa de difusión (capa límite de concentración)". doi :10.1351/goldbook.D01725
  2. ^ Bard, AJ; Faulkner, LR “Métodos electroquímicos. Fundamentos y aplicaciones”, 2.ª edición, Wiley, Nueva York, 2001. ISBN 0-471-04372-9