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October 10th, 2018
DOI :
October 10th, 2018
•0:04
Title
0:31
Electrochemical Experiment Preparation
2:20
Initial Characterization by Cyclic Voltammetry (CV)
3:56
Registration and Analysis of Impedance Spectrum
6:35
Results: Characterization and Analysis of Redox Rate Constants for 2,8-Bis(3,7-dibutyl-10H-phenoxazin-10-yl) dibenzo[b,d]thiophene-S,S-dioxide (Compound X)
7:38
Conclusion
Transcript
यह तकनीक ऑक्सीकरण के गतिज और कार्बनिक यौगिकों में कमी की विशेषता के लिए उपयोगी है, और प्रकाश उत्सर्जक डायोड, सौर कोशिकाओं या बैटरी के सक्रिय यौगिक के रूप में उनके व्यवहार की भविष्यवाणी करती है। बाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी का मुख्य लाभ यह है कि यह अलग और विभिन्न ध्रुवीय प्रक्रियाओं के व्यक्तिगत विश्लेषण की अनुमति देता है, उनके A/C प्रतिक्रियाओं के अनुसार । शुरू करने के लिए, टेट्राबुटिलेम्मोनियम टेट्राफ्लोरोबोरेट के 0.4 मिलीमोल्स और चार गुना 10 को डाइक्लोरोमेथेन के चार मिलीलीटर में ब्याज के कार्बनिक यौगिक के नकारात्मक तीन मिलीमोल्स को भंग करें।
इस काम समाधान के दो मिलीलीटर तीन मिलीलीटर इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में, जैसे कि ग्लास वी शीशी और गैसकेट कैप के साथ सेल को बंद करें। बाद में माप के लिए शेष काम समाधान स्टोर करें। इसके बाद, एक स्थिर समर्थन पर एक पॉलिश कपड़े माउंट और 0.05 माइक्रोमीटर एल्यूमिना घोल की कई बूंदों के साथ कपड़े गीला।
मध्यम दबाव का उपयोग करके 30 सेकंड के लिए एक मिलीमीटर व्यास प्लेटिनम डिस्क काम कर रहे इलेक्ट्रोड पॉलिश करें। बाद में, अवशिष्ट एल्यूमिना कणों को हटाने के लिए तीन बार डीसीएम के साथ पॉलिश काम इलेक्ट्रोड कुल्ला । इसके बाद पॉलिश किए गए इलेक्ट्रोड को गैसकेट कैप के जरिए इलेक्ट्रोकेमिकल शीशी में डालें।
इसके बाद एक प्लेटिनम तार काउंटरइलेक्ट्रोड प्राप्त करें, और एक ब्यूटेन मशाल प्रज्वलित करें। एनील इलेक्ट्रोड को ध्यान से लौ में पकड़कर, बस जब तक यह लाल होना शुरू न हो जाए। एनील एक सिल्वर वायर रेफरेंस इलेक्ट्रोड को उसी तरह से, और दोनों इलेक्ट्रोड को ठंडा करने की अनुमति दें।
फिर गैसकेट कैप के माध्यम से इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में तार इलेक्ट्रोड माउंट, एक दूसरे को छूने से इलेक्ट्रोड रखने के लिए सावधान किया जा रहा है । तीनों इलेक्ट्रोड को शक्तिशाली ओएसट से कनेक्ट करें। इलेक्ट्रोकेमिकल सेल को 20 मिनट के लिए वर्किंग सॉल्यूशन के जरिए आर्गन गैस लाइन और बबल आर्गन से लैस करें।
माप शुरू करने से पहले आर्गन के प्रवाह को बंद करें। प्रारंभिक लक्षण वर्णन शुरू करने के लिए, शक्तिशाली वोल्टामेट्री सॉफ्टवेयर में चक्रीय वोल्टामेट्री प्रोग्राम खोलें। शून्य वोल्ट के लिए प्रारंभिक क्षमता सेट करें, नकारात्मक दो वोल्ट के लिए न्यूनतम क्षमता, दो वोल्ट के लिए अधिकतम स्कैनिंग क्षमता, और स्कैनिंग दर प्रति सेकंड 100 मिलीवोल्ट्स तक।
कार्य समाधान के वोल्टामोग्राम प्राप्त करें। एनोडिक और कैथोडिक चोटियों के मैक्सिमा पर संभावित मूल्यों पर ध्यान दें। रेडॉक्स क्षमता का अनुमान लगाने के लिए एनोडिक और कैथोडिक चोटियों की चोटी की क्षमता के औसत की गणना करें।
इसके बाद इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में काम करने वाले समाधान में लगभग 10 मिलीग्राम फेरोसीन जोड़ने के लिए एक स्पैटुला का उपयोग करें। फेरोसीन के पूर्ण विघटन को सुनिश्चित करने के लिए पांच मिनट के लिए समाधान के माध्यम से बबल आर्गन। फिर चक्रीय वोल्टमेट्री कार्यक्रम में, न्यूनतम और अधिकतम स्कैनिंग क्षमता को क्रमशः नकारात्मक एक वोल्ट और एक वोल्ट में बदलें।
एक और वोल्टामोग्राम प्राप्त करें जो एक छोटा रिवर्सिबल फेरोसीन ट्रेस दिखाएगा। काम के समाधान में अपनी रिवर्सिबल ऑक्सीकरण क्षमता का अनुमान लगाने के लिए फेरोसीन की एनोडिक और कैथोडिक पीक क्षमता का औसत। फिर फेरोसीन के संबंध में कार्बनिक यौगिक की रेडॉक्स क्षमता का निर्धारण करें।
अंत में इलेक्ट्रोकेमिकल सेल को साफ करने के लिए, इसे डीसीएम से भरें और इसे पांच बार खाली करें। चक्रीय वोल्टैममेट्री द्वारा लक्षण वर्णन के बाद, एक साफ तीन मिलीलीटर इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में काम करने वाले समाधान के एक और दो मिलीलीटर रखें। पहले वर्णित इलेक्ट्रोड को साफ करें, उन्हें कोशिका में डालें, और उन्हें शक्तिशाली को फिर से कनेक्ट करें।
20 मिनट के लिए इसके माध्यम से आर्गन बुदबुदाते द्वारा काम समाधान deaerate । फिर, शक्तिशाली सॉफ्टवेयर में सीढ़ी ईआईएस कार्यक्रम खोलें। 0.2 वोल्ट की कुल सीमा के लिए, ब्याज के यौगिक की रेडॉक्स क्षमता के दोनों ओर 0.1 वोल्ट की एक संभावित सीमा निर्धारित करें।
०.०१ वोल्ट के लिए संभावित वेतन वृद्धि सेट, आवृत्ति रेंज के रूप में 10 किलोहर्ट्ज के लिए १०० हर्ट्ज, 20 के लिए लॉगरिथम पैमाने में आवृत्तियों की संख्या, पांच सेकंड के लिए प्रतीक्षा समय, 10 मिलीवोल्ट के लिए ए/सी वोल्टेज आयाम, और दो को आवृत्ति प्रति उपाय । प्रयोग चलाएं और स्पेक्ट्रा के सेट को एकत्र करने का इंतजार करें। प्रयोग समाप्त हो जाने के बाद, ईआईएस स्पेक्ट्रम एनालाइजर प्रोग्राम खोलें।
प्रदर्शन कार्यक्रम बाधा स्पेक्ट्रम विश्लेषण के लिए सार्वभौमिक है । हालांकि इस सटीक सेट-अप का उपयोग करना आवश्यक नहीं है, क्योंकि कई अन्य सॉफ्टवेयर विकल्पों का उपयोग किया जा सकता है। ईआईएस प्रयोग द्वारा उत्पन्न स्वचालित रूप से पंजीकृत स्पेक्ट्रम का आयात करें।
फिर स्पेक्ट्रम के लिए एक साधारण समकक्ष विद्युत सर्किट का निर्माण करें। प्रारंभिक ऊपरी और निचली सीमा को एक गुना 10 से नकारात्मक सात और एक बार 10 से कैपेसिटर के लिए नकारात्मक आठ, प्रतिरोधक एक, 1000 और प्रतिरोधक दो के लिए 100 के लिए 100 निर्धारित करें। फिर, मॉडल फिट करें।
फिटिंग को तब तक दोहराएं जब तक कि गणना किए गए मान बदलना बंद न कर दें। यदि आर-चुकता पैरामेट्रिक और आयाम मूल्य नकारात्मक दो से एक गुना 10 से अधिक हैं, तो एक और ईईसी का परीक्षण करें। अधिक जटिल ईईसी के लिए, वारबर्ग तत्व के लिए प्रारंभिक ऊपरी और निचली सीमा क्रमशः 50, 000 और 10, 000 तक निर्धारित करें।
यदि किसी पैरामीटर में फिटिंग के बाद 100% से अधिक त्रुटि मान हैं, तो उस पैरामीटर को हटा दें और एक और ईईसी का प्रयास करें। एक बार स्पेक्ट्रम एक उपयुक्त ईईसी के लिए फिट किया गया है, चार्ज हस्तांतरण प्रतिरोध और क्षमता है जिस पर स्पेक्ट्रम पंजीकृत किया गया था रिकॉर्ड । सभी पंजीकृत स्पेक्ट्रा के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएं।
इस कार्बनिक यौगिक की चक्रीय वोल्टामेट्री ने 0.7 वोल्ट बनाम फेरोसीन पर एक रिवर्सिबल ऑक्सीकरण प्रक्रिया का खुलासा किया। इलेक्ट्रोड की सतह पर रेडॉक्स प्रक्रियाओं की बाधा स्पेक्ट्रा को बाद में पंजीकृत किया गया और विश्लेषण किया गया। विद्युत रासायनिक प्रक्रिया के लिए सबसे अच्छा एनालॉग की पहचान करने के लिए विभिन्न समकक्ष विद्युत सर्किट के साथ बाधा स्पेक्ट्रा लगाए गए थे।
चार्ज हस्तांतरण प्रतिरोध यहां प्रतिनिधित्व के रूप में R2 प्रत्येक फिट स्पेक्ट्रम से निकाला गया था । इलेक्ट्रोड क्षमता बनाम फेरोसीन के संबंध में व्युत्क्रम प्रभारी स्थानांतरण प्रतिरोध मूल्यों को इलेक्ट्रोड क्षमता पर विलोम प्रभारी स्थानांतरण प्रतिरोध की सैद्धांतिक निर्भरता के साथ-साथ इलेक्ट्रोड क्षमता के संबंध में प्लॉट किया गया था। मानक इलेक्ट्रोकेमिकल दर स्थिर तो संतुलन क्षमता और दर स्थिर जब तक प्रयोगात्मक डेटा के लिए एक उचित फिट प्राप्त किया गया था बदलती द्वारा अनुमान लगाया गया था ।
प्रदर्शित तकनीक का उपयोग एक इलेक्ट्रिक कार्बनिक यौगिक की जांच के अन्य तरीकों के साथ संयुक्त रूप से किया जा सकता है जब इसके रेडक्स गुण महत्वपूर्ण होते हैं। इस प्रक्रिया के बाद, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के कारण अणु संरचना में परिवर्तन के बारे में अतिरिक्त सवालों के जवाब देने के लिए ईएसआर, यूवी-विस-एनआईआर जैसे अन्य स्पेक्ट्रोकेमिकल तरीकों का प्रदर्शन किया जा सकता है। इस प्रक्रिया का प्रयास करते समय, वास्तविक प्रणालियों में होने वाली अन्य प्रक्रियाओं के लिए ध्यान देना याद रखें जो प्राप्त परिणामों को जटिल बना सकते हैं।
बहुलीकरण जैसी अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के मामले में, इस तकनीक से उचित परिणाम देने की उम्मीद नहीं की जा सकती है। इसके विकास के बाद, इस तकनीक ने कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में चार्ज ट्रांसफर काइनेटिक्स के क्षेत्र में शोधकर्ताओं के लिए बेहतर अणुओं और सामग्रियों के रेडक्स प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने का मार्ग प्रशस्त किया। एक बार महारत हासिल करने के बाद, इस तकनीक को दो घंटे में किया जा सकता है अगर यह ठीक से प्रदर्शन किया है ।
विद्युत प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (EIS) प्रजातियों कि प्रतिवर्ती ऑक्सीकरण या समाधान में कमी से गुजरना के ऑक्सीकरण या कमी की दर स्थिरांक के निर्धारण के लिए इस्तेमाल किया गया था.
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