• ベストアンサー

初期電位の計測法

不溶性電極の初期電位の計測法が分かりません。 初期電位とはいっても、電極自体の自然電位ではなく、ある程度の電流密度がある場合です。 例えば、銀-塩化銀の基準電極を使用し、電流密度をが20A/dm2の場合、1.5V vs SHE以内に収まっているかという形の計測をしたいのです。 基準電極を利用するため、ポテンショスタット若しくはガルバノスタットを使用すると思われますが、この辺の操作・計測法が今一分かりません。 どちらのモードを使うべきなのか? 1時間あたりの総電流量が20A/dm2ととらえるべきなのでしょうか? となれば、毎分0.33Aを流した時の電位を計測すれば良いのでしょうか?

  • 化学
  • 回答数1
  • ありがとう数0

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • c80s3xxx
  • ベストアンサー率49% (1631/3289)
回答No.1

まずこちらから. > 1時間あたりの総電流量が20A/dm2ととらえるべきなのでしょうか? > となれば、毎分0.33Aを流した時の電位を計測すれば良いのでしょうか? 電流というのは,瞬間瞬間に定義されます.なので,1時間の総電流量とかであれば,それは Ah とかの単位で測る話で,電流密度 A/dm2 は,あくまである瞬間にそれだけの電流が流れているということです. 実際の電解のときに,ある電源を含めた装置があり,それで行なっているという状況があるなら,その装置で電解を行うべきです.電位計測は,参照極を電解槽にセットし,作用電極と参照極の間の電位差を別の電位差計で計測するようにすればよいでしょう. 電位差計としては,通常のポテンショスタットはエレクトロメータモードがあるので,それを使ってもかまいません.

関連するQ&A

  • 電位をかけることに対する解釈とアノード分極

    現在電気化学を勉強している学生です。稚拙な質問ですがご回答よろしくお願いいたします。 1. ポテンショスタッドを用いて電位をかけるという行為がうまく理解、イメージできません。 そもそも電位は相対的な値で、標準状態ならSHEを0Vとして、それと他の電極を電池的につないだ時に発生する電位差ですよね? ということは、例えば亜鉛電極に-3.03Vの電位をかけるということは、イメージとしては亜鉛電極に導線でLi電極をつないでそれらを電池のように電解質溶液に突っ込むことと同じというイメージでいいのでしょうか? 2. また、ポテンショスタッドを使用してアノード分極曲線を取り電流がながれるという現象は、作用電極がカソードからアノードに変わったという解釈でいいでしょうか? もしそうだとすれば疑問が一つ残ります。 例えば、ポテンショスタッドを使用して、参照電極SHEで、塩化ナトリウム水溶液に浸した亜鉛電極のアノード分極曲線を測定すると、電位を少しずつ上げていけばだいたい-0.7V付近で電流が流れ始めます。これは電極の亜鉛が亜鉛イオンになることで通電するからと考えられます。しかし、-0.7Vよりも低い電位の時は電極はカソードなので、水溶液中の水素イオンが水素に還元される反応がおこり、電流が流れるのではないでしょうか?また、溶液中に亜鉛イオンが存在してる場合も同様に電流が流れるのではないでしょうか?また、もしそれらの反応が起こらないのであれば、理由を教えていただけると幸いです。 それではよろしくお願いいたします。

  • 電位差測定(pH電極)について

    電位差測定について疑問があります. 代表的なものとして,pH電極がありますが, このpH電極を,ガラス電極(内部電極は白金)と基準電極の電位差を測ることでpHを測定している事は理解しました. ガラス電極で生じる内部液と,サンプル液の膜電位でネルンストの式から, 水素イオン濃度を検出しているという事ですよね. ここで疑問なのですが, ガラス電極と基準電極の間に,電流はどのように生じるのでしょうか? 電極間の電位差を計測しているという事は,電流が流れていないと,電気回路として一周しません. また,基準電極は銀塩化銀電極等の不分極電極ですが,不分極という事は,電流は流れないのでは・・・・ 詳しい方,電極,測定溶液の電子移動に関して分かりやすく解説頂けないでしょうか?

  • 電気化学における様々な電位の相互の関連性

    電気化学初学者が質問します。電気化学には(1)電極電位(2)平衡電位(3)標準電極電位(4)自然電位(5)腐食電位(6)混成電位(7)開回路電位・・・etcが登場します。そこで質問なんですが、 a)(3)~(7)はそれぞれ平衡電位((2))の1つの形態であると考えてよろしいのでしょうか?つまり電極電位が自然電位や腐食電位を示す場合、注目する電極上の反応は平衡状態にあり、回路には電流が流れていないと考えてよろしいのでしょうか? b)混成電位というのがよくわからないです。1つの電極上で複数の電気化学反応が起こっている場合の電位とありますが、複数にしろ単一にしろ反応が平衡状態であればそれは平衡電位ということで電流は流れていないと考えていいんでしょうか? c)開回路電位というのもよくわからないです。文献によっては、"ポテンショスタットによる測定では最初に自然電位(開回路電位)を計ります。" 、という表現があります。自分には、自然電位=腐食電位という認識があったので、開回路電位=自然電位=腐食電位ということでいいんでしょうか?? d)最後にもう一つ、自然電位の意味も実はよくわかってないです。"自然に腐食する時の電位で回路に電流が流れておらず、内部の交換電流のみ" みたいな説明があったと思うんですけど、交換電流の作用で腐食が進行するんでしょうか? 長々と申し訳ありませんがせひ教えてください。

  • 電極電位の実験について

    何度か実験をして見ましたが、その時生じる電極電位?の値がSHEの基準の理論値と差があり、うまくグラフが書けないです。本来なら理論値と重なるもしくは平衡を保つはずなのですが、濃度の薄いほうは理論値と重なることまではなりませんでしたが平衡になっており良いのですが、濃度が濃くなっていくと差が大きくなってしまいます。せめて平衡状態にもっていきたいのですが、どんな原因があるのでしょうか?よく言われる洗浄面においては大丈夫だと思います。こんな質問で申し訳ありませんが、こうだからじゃない?と分る方がおられましたらよろしくお願いします。 ・使用した電極は塩/塩化銀電極です。 ・使用した溶液は硫酸銅です。溶液は各  0.8,0.5,0.2,0.08,0.05モルです。 ・使用した金属は銅版です。 ・最後は理論値の単位に換算するために、約0.2をプラスしました。

  • サイクリックボルタンメトリーに関する質問

    サイクリックボルタンメトリーに関する質問です。 ポテンショスタットを使って電位を掃引して、その電流量を検知するというのがその原理ですが、 例えば電極表面の反応を見る際に、電流量を絞った場合どうなるのでしょうか? 例えば、-0.5 V~+0.5 V vs Ag/AgClで掃引し、その間に例えば0.0 Vの電位で電流値が50μAに達する電位があったとします。そのときに電流値のレンジを下げて、最大で10μAまでしか電流が流れないようにしたとします。 すると0.0 Vになった時、どうなっている状態なのでしょうか? 電極を0.0 Vかけると強制的に50μA流れるはずです。一方で10μAで電流が頭打ちしているということは電圧がうまくかけられない状態なのでしょうか?それとも 10μAの電流が時間をかけて流れ、反応にゆっくりと起こることになるのでしょうか?ポテンショスタットでは、0.0 Vかけている状態でも、実際には電極には0.0 Vかからないような状態になるのでしょうか?

  • ポテンショスタットに手をかざすとノイズが入るのはなぜですか?

    2つ質問があります。 ポテンショスタットの機械側ではなく、電極がある方で、 自然電位計測モードのときに電極に対して手を近づけていくと 数百mV@数kHzのノイズが入ります。 手が電極に触れたというのであれば、人間の電位が電極の電位を狂わせるということが考えられますが、手で電極を触れず近づけていっただけで電位に変動があるというのはどういう原理に基づくのでしょうか?

  • ポテンショスタットの作用電極がアースされているにもかかわらず電位測定が可能な理由

    電気化学測定法(上)や腐食防食Q&Aなどのポテンショスタットの回路図において、どの回路(オートクレーブ専用以外)を見ても作用電極がアース接続されています。 私は、アース接続されていれば、電位はアースポテンシャルで一定になると思っています。 作用電極がアースされているのに作用電極の電位を制御、または電位を測定できる理由を教えてください。

  • サイクリックボルタンメトリーについての質問です.

    サイクリックボルタンメトリーについての質問です. 最近「ベーシック電気化学」という教科書を参考にポテンショスタットを作製し,サイクリックボルタンメトリーの研究を始めました. まず正常に動作をしているか確かめるためNaCl溶液や0.5M H2SO4溶液を用い測定を行いました. 「電気化学測定マニュアル」に初期電位は通常電流の流れない電位に設定するとありましたので,電位を0.01Vずつ調整しては数分待つということを行っているのですが,どんなに調整しても±数μA程度電流が流れてしまいます. 教科書等に記載されている初期電流が0のグラフは溶液にK4[Fe(CN)6]などを使っている例が多く,還元される物質がなければ反応が起こる電位より負であれば電流が流れないのは理解できます. しかしNaClや硫酸の場合は酸化種も還元種もあるため(両方ないと考えるのかもしれませんが)電流が流れない状態を作り出すことが困難ということでしょうか? また硫酸の測定例では電位を走査し電流値が一つの輪になるような測定をされているものをよく見かけます.この場合どの電位から測定をスタートするべきなのでしょうか? 最後に,ポテンショスタットを用いて定電圧を印加する場合,作用電極と対極間にはとある電位がかかっているとは思いますが,電気分解が起こらない電位差であれば電気二重層が形成されるだけで電流は流れないと思うのですが,上記の実験では少し変化させれば電流が流れます. これはどのように考えればよいのでしょうか? 以上長くなりましたがご教授いただければと思います. 実験装置と現状 作用電極:白金,対極:白金,参照電極:Ag/AgCl電極(飽和KCl) 硫酸を用いた簡単な動作確認において教科書に記載されているピークが得られています.

  • 参照電極の換算。

    参照電極の換算。 非水溶系で使用するAg/Ag+の参照電極をSHE基準やSCE基準へ換算するには、どのように行えばいいのですか? 参照電極の電位の相互関係を教えてください。

  • 太陽電池のI-V特性測定法

    湿式太陽電池のポテンショスタットを用いたI-V特性測定法について悩んでいます。 測定の方法としては図のように、半導体電極をポテンショスタットの作用極の端子に、白金電極を対極、参照極の端子に接続し、半導体電極に光を当てながら電位をかけることがI-V特性の測定法として正しい方法なのでしょうか? ご教授お願いいたします