Elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna (EIS z ang. Electrochemical impedance spectroscopy) – technika elektrochemiczna, która wykorzystywana jest do analizowania szybkości procesów zachodzących na elektrodzie oraz badania powierzchni. Do elektrody przykładany jest zmienny potencjał Uzyskany prąd opisany jest zależnością

Impedancja (Z) zawiera wartość urojoną oraz rzeczywistąA. Lasia, Electrochemical Impedance Spectroscopy and Its Applications, Modern Aspects of Electrochemistry, B.E. Conway, J. Bockris, R.E. White, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 1999.. Opisana jest równaniem:

gdzie: – impedancja, – kąt przesunięcia fazowego, – prąd wymiany, – częstość kątowa, – całkowita oporność warstwy reakcyjnej, – całkowita pojemność elektryczna granicy faz.

Impedancja elektrody jest równoważna impedancji prostego obwodu elektrycznegoH. Scholl, T. Błaszczyk, P. Krzyczmonik, Eleketrochemia. Zarys teorii i praktyki, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź 1998..

Na mierzoną impedancję mają wpływ czynniki takie jak: szybkość dyfuzji analitu do elektrody, szybkość dyfuzji produktów reakcji w głąb roztworu, szybkość reakcji zachodzącej na elektrodzie.

Zmierzona impedancja może dostarczyć informacji o szybkości transportu depolaryzatora do powierzchni elektrody, prędkości przeniesienia elektronu czy stabilności układu.

Wyniki pomiarów elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej są przedstawiane w postaci wykresów Nyquista. Składa się on z dwóch części. Jedna z nich jest linią prostą o nachyleniu 45°. Jest to impedancja Randlesa, która jest rejestrowana dla małych częstotliwości. Dotyczy obszaru kontrolowanego szybkością przenoszenia masy. Drugi fragment wykresu jest półkolem. Jest to obszar kontrolowany przeniesieniem ładunku. Impedancja mierzona jest w zakresie 1 MHz – 10 kHzK. Wandelt, Encyclopedia of interfacial chemistry: surface science and electrochemistry, Elsevier, 2018..

Elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna znalazła zastosowanie między innymi w badaniu procesów korozji, pracy sensorów czy określaniu porowatości uzyskiwanych warstwD. Barcelo, B. Petrovic, Comprehensive analytical chemistry, Boston 2007..

Przypisy

Kategoria:Spektroskopia