आईटीआईईएस

इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में, ITIES (दो अमिश्रणीय इलेक्ट्रोलाइट समाधानों के बीच इंटरफ़ेस) एक इलेक्ट्रोकेमिकल इंटरफ़ेस है जो या तो ध्रुवीकरण योग्य या ध्रुवीकृत है। एक आईटीईएस ध्रुवीकरण योग्य है यदि कोई गैलवानी संभावित अंतर को बदल सकता है, या दूसरे शब्दों में, दो आसन्न चरणों के बीच आंतरिक क्षमता के अंतर को, संबंधित चरणों की रासायनिक संरचना में उल्लेखनीय परिवर्तन किए बिना (यानी इंटरफ़ेस पर ध्यान देने योग्य विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बिना) . यदि दो चरणों के बीच विभिन्न आवेशों और रिडॉक्स प्रजातियों का वितरण गैलवानी संभावित अंतर निर्धारित करता है, तो एक ITIES प्रणाली ध्रुवीकृत हो जाती है।

आमतौर पर, एक इलेक्ट्रोलाइट एक जलीय इलेक्ट्रोलाइट होता है जो पानी में घुले NaCl जैसे हाइड्रोफिलिक आयनों से बना होता है और दूसरा इलेक्ट्रोलाइट एक lipophilic नमक होता है जैसे कि टेट्राब्यूटाइलमोनियम टेट्राफेनिलबोरेट, जो nitrobenzene या 1,2-डाइक्लोरोइथेन जैसे पानी के साथ अमिश्रणीय कार्बनिक विलायक में घुल जाता है।

आईटीआईईएस की चार्ज ट्रांसफर प्रतिक्रियाएं

ITIES में चार्ज ट्रांसफर प्रतिक्रियाओं के तीन प्रमुख वर्गों का अध्ययन किया जा सकता है:

• आयन स्थानांतरण प्रतिक्रियाएँ
• सहायक आयन स्थानांतरण प्रतिक्रियाएँ
• विषम इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रतिक्रियाएँ

आयन स्थानांतरण प्रतिक्रिया के लिए नर्नस्ट समीकरण पढ़ता है

$\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi =\phi ^{\text{w}}-\phi ^{\text{o}}=\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi _{i}^{\ominus }+{\frac {RT}{z_{i}F}}\ln \left({\frac {a_{i}^{\text{o}}}{a_{i}^{\text{w}}}}\right)$,

कहाँ $\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi _{i}^{\ominus }$ वोल्टेज स्केल में व्यक्त स्थानांतरण की गिब्स ऊर्जा के रूप में परिभाषित मानक स्थानांतरण क्षमता है।

$\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi _{i}^{\ominus }={\frac {\Delta G_{tr,i}^{\ominus ,{\text{w}}\rightarrow {\text{o}}}}{z_{i}F}}$

एकल विषम इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रतिक्रिया के लिए नर्नस्ट समीकरण पढ़ता है

$\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi =\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi _{\text{ET}}^{\ominus }+{\frac {RT}{F}}ln\left({\frac {a_{{\text{R}}_{1}}^{\text{w}}a_{{\text{O}}_{2}}^{\text{o}}}{a_{{\text{O}}_{1}}^{\text{w}}a_{{\text{R}}_{2}}^{\text{o}}}}\right)$,

कहाँ $\Delta _{o}^{\text{w}}\phi _{\text{ET}}^{\ominus }$ इलेक्ट्रॉनों के इंटरफेशियल ट्रांसफर के लिए मानक रेडॉक्स क्षमता है जिसे दो रेडॉक्स जोड़ों की मानक रेडॉक्स क्षमता के अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है लेकिन इसे जलीय मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (एसएचई) कहा जाता है।

$\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi _{\text{ET}}^{\ominus }=\left[E_{{\text{O}}_{2}/{\text{R}}_{2}}^{\ominus }\right]_{\text{SHE}}^{\text{o}}-\left[E_{{\text{O}}_{1}/{\text{R}}_{1}}^{\ominus }\right]_{\text{SHE}}^{\text{w}}$

चार-इलेक्ट्रोड सेल

ITIES की चार्ज ट्रांसफर प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए, चार-इलेक्ट्रोड सेल का उपयोग किया जाता है।

इंटरफ़ेस के ध्रुवीकरण को नियंत्रित करने के लिए दो संदर्भ इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है, और करंट को पारित करने के लिए उत्कृष्ट धातुओं से बने दो काउंटर इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। जलीय सहायक इलेक्ट्रोलाइट हाइड्रोफिलिक होना चाहिए, जैसे LiCl, और कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट लिपोफिलिक होना चाहिए, जैसे टेट्राहेप्टाइलमोनियम टेट्रा-पेंटाफ्लोरोफेनिल बोरेट।

आयन विभाजन गुणांक और आयन वितरण गुणांक

एक तटस्थ विलेय के विपरीत, एक आयन का विभाजन गुणांक दो चरणों के बीच गैलवानी संभावित अंतर पर निर्भर करता है:

$P_{i}={\frac {a_{i}^{\text{o}}}{a_{i}^{\text{w}}}}=\exp \left[{\frac {z_{i}F}{RT}}(\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi -\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi _{i}^{\ominus })\right]=P_{i}^{\ominus }\exp \left[{\frac {z_{i}F}{RT}}\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi \right]$

वितरण क्षमता

जब नमक को दो चरणों के बीच वितरित किया जाता है, तो गैलवानी संभावित अंतर को वितरण क्षमता कहा जाता है और इसे धनायन सी के लिए संबंधित नर्नस्ट समीकरणों से प्राप्त किया जाता है।⁺और आयन ए^–पढ़ने के लिए

$\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi ={\frac {\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi _{\text{C+}}^{\ominus }+\Delta _{\text{o}}^{\text{w}}\phi _{\text{A-}}^{\ominus }}{2}}+{\frac {RT}{2F}}\ln {\left({\frac {\gamma _{\text{C+}}^{\text{o}}\gamma _{\text{A-}}^{\text{w}}}{\gamma _{\text{C+}}^{\text{w}}\gamma _{\text{A-}}^{\text{o}}}}\right)}$

जहां γ गतिविधि गुणांक का प्रतिनिधित्व करता है।

यह भी देखें

• आयनिक विभाजन आरेख
• वितरण कानून
• आयन परिवहन संख्या