Die experimentelle Elektrochemie ist sensibel.
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Referenzelektrode
Die wässrige Referenzelektrode soll immer in einer Lösung aufbewahrt werden, die der Lösung innerhalb der Elektrode gleicht (z.B. 3 M KCl). Eine Austrockung kann, vor allem bei der Arbeit mit Vycor Glas, irreversibel die Elektrode schädigen.
Schädigend ist auch der Kontakt mit sulfidhaltigen Lösungen. Der häufige Kontakt mit verschiedenen Salzen und Polymeren kann das Elektrodenpotential ebenso beeinflussen. Daher ist es von Vorteil die Referenzelektrode mit einer zweiten Fritte oder mit Hilfe eines Agar-Agar und gesättigter KCl gefüllten Schlauchs mit dem Elektrolyten zu verbinden und sie somit von Verunreinigungen frei halten.
Arbeitselektrode
An der Arbeitselektrode laufen die zu untersuchenden Reaktionen ab. Bei oberflächenchemischen Untersuchungen sollte beachtet werden dass Behandlung der Elektrode bereits häufig die Oberflächenstruktur beeinflusst. So wird durch die Zyklisierung der Platinelektrode die Elektrode zwar von Kohlenwasserstoffen gereinigt, jedoch ist auch die Oberflächenstruktur des Platin verändert.
Bei der Analyse von elektrochemisch aktiven Molkekülen in der Lösung muss auf das Potentialfenster der Elektrode und die Korrosionsstabilität des Materials in dem jeweiligen Elektrolyten geachtet werden.
Gegenelektrode
Die Gegenelektrode muss deutlich größer als die Arbeitselektrode sein. Haubtsächlich werden Platingegenelektroden und Glaskohlenstoffgegenelektroden verwendet. Die Gegenelektrode soll die Reaktion an der Arbeitselektrode nicht beeinträchtigen, daher will für den jeweiligen Versuch die Wahl der Gegenelektrode durchdacht sein. So kann es vorkommen, dass bei einer redoxspezifischen Untersuchung bei ungeigneter Materialwahl die Versuchsergebnisse durch die gleichzeitige Gegenreaktion an der Gegenelektrode beeinflusst wird.
Potentiostat
Bei dem Anschluß des Potentiostaten müssen penibel die Kontakt an die Elektrode kontrolliert werden.
Fehler
Eine Sinuskurve auf der E-I Kurve kann auf eine defekte Referenzelektrode oder den Einfluß von elektromagnetischen Wechselfeldern hinweisen.
Aktivierungsenergie
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Potentiostat
Mithilfe des Potentiostaten ist die elektronische Regelung eines 3-Elektrodenaufbaus möglich. Die Referenzelektrode regelt stromlos das Potential der Arbeitselektrode und über die Gegenelektrode wird der Strom, der an der Arbeitselektrode entsteht, abgeführt.
Es gibt analoge und digitale Potentiostaten.
Oberflächenanalytik
Möglichkeiten zur Untersuchung von Oberflächen auf mikro- bis nanoskopischer Ebene:
Morphologie / Topographie
Elementzusammensetzung
Kristallstruktur
Porösität / reale Oberfläche
Schichtstruktur
Gravimetrie
Elektronenübergänge
Elementzusammensetzung
Elektrochemische Oberflächenanalytik
Möglichkeiten zur elektrochemischen Untersuchung von Oberflächen: