miniatyr|365x365pk|Oppgitte parametre som illustrerer Cotrell-ligningen. I elektrokjemi beskriver Cottrell-ligningen endringen i elektrisk strøm med hensyn til tid i et kontrollert potensielt eksperiment, for eksempel kronoamperometri. Spesielt beskriver den gjeldende respons når potensialet er en trinn funksjon i tid. Den ble avledet av Frederick Gardner Cottrell i 1903. For en enkel redokshendelse, som ferrocen/ferrocenium-paret, avhenger strømmen som er målt av hastigheten som analytten diffunderer til elektroden. Det vil si at strømmen sies å være "diffusjonskontrollert." Cottrell-ligningen beskriver tilstanden for en elektrode som er plan, men som også kan avledes for sfæriske, sylindriske og rektangulære geometrier ved å bruke den tilsvarende laplace-operatøren og grenseforhold i forbindelse med Ficks andre diffusjonslov.
hvor,
i = strøm, i enhet A. n = antall elektroner (for eksempel å redusere/oksidere ett molekyl av analytt j) F = Faradays konstant, 96485 C/mol A = området til (plan) elektrode i cm2 cj0 = innledende konsentrasjon av den reduserbare analytten j i mol/cm3; Dj = diffusjonskoeffisient for specier j i cm2/s t = tid i s.
Avvik fra linearitet i plottet av i vs t−1/2 indikerer noen ganger at redokshendelsen er assosiert med andre prosesser, for eksempel assosiasjon av en ligand, dissosiasjon av en ligand eller en endring i geometri.
I praksis forenkler Cottrell-ligningen til
i = kt−1/2, hvor k er samlingen av konstanter for et gitt system(n, F, A, cj0, Dj).
Referanser
Kategori:Elektrokjemi