En electroquímica , la ecuación de Cottrell describe el cambio en la corriente eléctrica con respecto al tiempo en un experimento de potencial controlado, como la cronoamperometría . Específicamente, describe la respuesta actual cuando el potencial es una función escalonada en el tiempo. Fue derivado por Frederick Gardner Cottrell en 1903. [1] Para un evento redox simple , como el par ferroceno / ferrocenio, la corriente medida depende de la velocidad a la que el analito se difunde al electrodo. Es decir, se dice que la corriente está "controlada por difusión".La ecuación de Cottrell describe el caso de un electrodo que es plano pero que también se puede derivar para geometrías esféricas, cilíndricas y rectangulares utilizando el operador de laplace correspondiente y las condiciones de contorno junto con la segunda ley de difusión de Fick . [2]
dónde,
- = corriente, en la unidad A
- = número de electrones (para reducir / oxidar una molécula de analito , por ejemplo)
- = Constante de Faraday , 96485 C / mol
- = área del electrodo (plano) en cm 2
- = concentración inicial del analito reducible en mol / cm 3 ;
- = coeficiente de difusión para especies en cm 2 / s
- = tiempo en s.
Desviaciones de la linealidad en la gráfica de a veces indican que el evento redox está asociado con otros procesos, como la asociación de un ligando , la disociación de un ligando o un cambio en la geometría.
En la práctica, la ecuación de Cottrell se simplifica a , dónde es la colección de constantes para un sistema dado ().
Ver también
Referencias
- ↑ Cottrell, FG (1 de enero de 1903). "Der Reststrom bei galvanischer Polarization, betrachtet als ein Diffusionsproblem". Zeitschrift für Physikalische Chemie (en alemán). Walter de Gruyter GmbH. 42U (1): 385. doi : 10.1515 / zpch-1903-4229 . hdl : 2027 / uc1.b2655532 . ISSN 2196-7156 .
- ^ Bard, AJ; Faulkner, LR “Métodos electroquímicos. Fundamentos y Aplicaciones ”2ª Ed. Wiley, Nueva York. 2001. ISBN 0-471-04372-9