hrvatski

Modeliranje strujnog odziva interdigitalizirane elektrode u uvjetima biamperometrijskog mjerenja

Potreba za brzim i jednostavnim metodama mjerenja kod terenskih i rutinskih analiza potiče razvoj jednostavnih i pouzdanih senzora, odnosno mjernih uređaja. U tom je kontekstu naročito interesantna primjena metoda temeljenih na biamperometrijskom određivanju analita. Takvo određivanje temelji se na mjerenju struje koja protječe između dvije identične elektrode na koje je narinuta mala razlika potencijala (20– 250 mV), pri čemu se strujni signal detektira jedino u slučaju kada se u sustavu nalazi i oksidirani, i reducirani oblik određivanog redoks-para. Na taj se način u elektrokemijsko mjerenje unosi dodatni stupanj selektivnosti, a istovremeno se izbjegava potreba za uporabom troelektrodnog mjernog sustava, čime se pojednostavljuje konstrukcija mjerne ćelije i pripadajućeg mjernog uređaja. Interdigitalizirane elektrode nameću se kao idealno rješenje za izvedbu jeftinih senzora namijenjenih biamperometrijskom mjerenju, s obzirom da su kod njih oba režnja elektrode integrirana na istom supstratu, te da ih je moguće masovno proizvoditi tehnologijom tankog filma. U radu je prikazan teorijski model stacionarnog strujnog odziva interdigitalizirane elektrode u uvjetima biamperometrijskog mjerenja u sustavu koji sadrži oksidirani i reducirani oblik elektrokemijski reverzibilnog redoks-para. Koncentracijski profil elektroaktivne vrste na interdigitaliziranoj elektrodi lineariziran je konformalnim preslikavanjem realnog prostora temeljenim na Schwarz-Christoffelovoj transformaciji. Time su dobiveni analitički izrazi koji opisuju koncentracijske profile oksidiranog i reduciranog oblika redoks-para uz površinu elektrode, te strujni odziv interdigitalizirane elektrode u ovisnosti o razlici potencijala narinutoj na elektrodu. Model predviđa da je strujni odziv interdigitalizirane elektrode u uvjetima biamperometrijskog mjerenja proporcionalan koncentraciji onog oblika redoks-para kojeg u otopini, u odnosu na drugu polovicu redoks para, ima manje. Zahvaljujući geometriji interdigitalizirane elektrode, odnosno činjenici da se difuzijski slojevi obaju režnjeva elektrode preklapaju, u uvjetima biamperometrijskog mjerenja sumarni utrošak elektroaktivne vrste jednak je nuli. Valjanost prikazanog modela potvrđena je mjerenjima izvedenima u sustavu koji je sadržavao oksidirani i reducirani oblik 2, 2'-azinobis(3-etilbenzotiazolin-6-sulfonata).

interdigitalizirane elektrode; biamperometrija

nije evidentirano