ポーラログラフ


チェコスロバキアの物理学者
ヘイロフスキーが発明した
電解電流電圧曲線を自記する
装置は?
フポラロラーグ
ポーラログラフ(答)
44%

ヘイロフスキー(Jaroslav Heyrovsky)

[1890~1967]チェコスロバキアの物理化学者。1924年、志方益三とともに電流電圧曲線の自記装置ポーラログラフを発明。その応用面の研究を続け、新分野を創始した。59年ノーベル化学賞受賞。ヘイロウスキー。
引用元:ヘイロフスキー(ヘイロフスキー)とは – コトバンク https://kotobank.jp/word/%E3%83%98%E3%82%A4%E3%83%AD%E3%83%95%E3%82%B9%E3%82%AD%E3%83%BC-129089

ポーラログラフィー (polarography) は、電気化学における測定法のひとつ。ボルタンメトリーとして最初に考案された方法で、作用電極として滴下水銀電極を用い、直線的に電極電位を掃引して応答電流を測定する[1]。
ヤロスラフ・ヘイロフスキーらによって考案・発展され、ヘイロフスキーはこの業績によって1959年のノーベル化学賞を受賞した。歴史的に重要な手法であるが、取扱いが面倒な水銀を使用すること、他にすぐれた固体電極や測定法が開発されたことなどにより、今日ではあまり使用されない。
引用元:ポーラログラフィー – Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9D%E3%83%BC%E3%83%A9%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%BC

ポーラログラフとは

溶液に浸漬した2つの電極の間に電圧をかけると、2電極間に電流が流れます。電圧をいろいろ変えて電流を測定する装置をポーラログラフといいます。このとき得られる電流と電圧の関係図をポーラログラム、または電流−電位曲線といい、ポーラログラフを用いた研究をポーラログラフィーと呼びます。

2つの極のうち、電圧をかけるときの基準になる極を対極、もう一方を作用極と呼びます。厳密には、作用極に滴下水銀電極を用いた測定装置をポーラログラフといい、その他の電極を用いたものをボルタンメトリーといいますが、実際にはあまり明確に区別して用いられてはいないようです。

ポーラログラフでは、直流やパルスなどいろいろな電圧を印加電圧として使います。対極には銀や鉛、また作用極には滴下水銀電極をはじめ、白金、金、ガラス化炭素などのほかに、最近では導電性ダイアモンドなども使用されています。

ポーラログラフで何が判るか

溶液中の物質は、作用極で酸化または還元されます。酸化とは分子や原子が電子を失う過程をいい、還元とは分子や原子が電子を得る過程をいいます。電子の授受が行われるので、作用極と対極の間に電流が流れます。この電流を拡散電流(Id )といい、作用極で酸化される物質(または還元される物質)の濃度(C )に比例しているので、拡散電流を測定すると物質濃度が分かります(定量分析)。
  Id = KC
ただし、K は反応物質の原子価、拡散定数、作用極面積、ファラデー定数などによって決まる定数です。

図1 数種のイオンを含む溶液のポーラログラム
一方、物質を酸化(または還元)するためにエネルギーを必要としますが、物質個々に必要とするエネルギーには差があります。ポーラログラフでは、このエネルギーを印加電圧という形で供給しています。そして、印加電圧を何ボルトにするのかで物質の種類を特定すること(定性分析)ができます。
ポーラログラムのモデルを図1に示します。

引用元:計装豆知識|ポーラログラフについて http://www.m-system.com/mstoday/plan/mame/2000-2001/0105/index.html