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測定法-サイクリックボルタンメトリーと交流インピーダンス法-

山形大学  工学部  化学・バイオ工学科  仁科辰夫・立花和宏

エネルギー化学 WebClass syllabus 53209 C1 エネルギー化学 English korea 簡体 繁体

分極曲線とポテンショガルバノスタット

ポテンショスタットは、参照電極に対する作用電極の電位を一定に保つ装置です。そのときの電流を測定することで分極曲線を測定します。

ポテンショスタット
ポテンショスタットの実態配線図

ポテンショスタットの参照電極につなぐ端子を対極につなぎ、 二極式セルとして、分極曲線を測定すると、分解電圧を求めることができます。

分極曲線

ポテンショスタットについて調べ、どのような場面で活用されるのかを書きなさい。

◇ サイクリックボルタンメトリー

拡散支配のサイクリックボルタンメトリー

ボルタンメトリーは電位を変化させてそのときの電流の様子を観察する測定法です。 なかでも繰り返し電位を掃引する測定はもっともよく使われます。

サイクリックボルタンメトリー
化学実験Ⅰ 鉄のボルタンメトリー 電気化学特論 ボルタンメトリー 電気化学特論 CV 抵抗のサイクリックボルタモグラム

サイクリックボルタンメトリーについて調べ、何に応用されるのかを書きなさい。

体組成計と塩分計

水は極性があるため脂肪より電気をよく溜めます。だから電気の溜まり具合から脂肪と水分の比率が推定できます。たまっている電気を測るのに、たまっている電気を全部絞り出すより、入れ物を揺さぶって調べる方が簡単です。これが交流を印加する交流インピーダンス測定です。

インピーダンスの測定がもっとも効を奏するのは電解液の導電率測定であろう。導電率を測定する方法をコンダクトメトリーと言う。導電率計として身近な市販品として塩分計などがある。インピーダンスを測定しているという感覚は薄れているかもしれない。また体脂肪計のように誘電率を測定する方法もある。導電率や誘電率のように界面ではなくバルクをターゲットにして測定する方法をバルクメトリーと言う。

導電率計の原理について調べ、どのような場面で活用されるのかを書きなさい。

◇交流インピーダンス法

交流を印加してインピーダンスを測定する方法です。

サイクリックボルタンメトリー
電気化学特論 交流インピーダンス法 RC並列
  インピーダンスに出てくる諸元
物理量 数式 備考
周期 Ts
周波数 fHz f = 1/T
角周波数 ω ω=2πf
電圧振幅Ep0
電流振幅Ip0
インピーダンス Z〔Ω〕 Z = R + j X
絶対値 |Z| Z = R 2 + X 2
位相角 φ tan(φ)=X/R
アドミタンス Y〔S〕 Y = G + j B
L
C C= Q V
R R= V I インピーダンス Z の実部
リアクタンス X インピーダンス Z の虚部、 X=ωL-1/ωC
コンダクタンスG
サセプタンス B
ランドルス型等価回路

電気化学での交流インピーダンス法ついて調べ、何に応用されるのかを書きなさい。

交流インピーダンス法による電池やキャパシタの評価 RC並列回路のボードプロット ©2019 Kazuhiro Tachibana

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伊藤智博

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