Dinámica electroquímico Medición de cloruro de iones

Se presenta un sensor de iones de cloruro basado en la medición del tiempo de transición de un electrodo Ag / AgCl. El objetivo es evitar las derivas inherentes durante el seguimiento a largo plazo continuo de los iones cloruro en el electrolito. medición Chronopotentiometric, que es un método de medición dinámica, de un electrodo de Ag / AgCl se utiliza para este propósito. Aquí una tasa de cambio de potencial de un electrodo de Ag / AgCl se mide durante un estímulo (pulso galvanostático). La ventaja de este enfoque se demuestra por eludir el electrodo de referencia de unión líquida y en lugar de usar cualquier alambre de metal como un electrodo de pseudo-referencia, por lo tanto permitiendo la detección de Cl concentración iones de largo plazo (años) y en aplicaciones in situ, tales como medición en el interior de estructuras de hormigón.

Los iones cloruro en las estructuras de hormigón es una de las principales causas de la degradación de ^1,2. Inicia la corrosión por picadura en el refuerzo de acero de unaResultados de ND en el fracaso final de la estructura ^3. Por lo tanto, la medición de iones de Cl en concreto es inevitable para predecir el ciclo de vida de servicio y mantenimiento de un ^4,5 estructura. Diferentes principios de detección han sido reportados para la medición de iones cloruro en el hormigón como electroquímica ^{6,7, 8,9} y óptica electromagnética ^10,11. Sin embargo, los métodos ópticos y electromagnéticos tienen configuraciones voluminosos, son difíciles de integrar como un sistema autónomo y tienen problemas con la selectividad ^12. En técnica electroquímica, la medición potenciométrica de un electrodo Ag / AgCl es el estado de la ^6,7,13 enfoque de la técnica. A pesar de los resultados prometedores, este enfoque se limita a la medición a escala de laboratorio desde las derivas en el potencial de referencia y los resultados de caída de potencial de difusión en datos defectuosos ^14,15. Un enfoque tiempo de transición basado en la medición electroquímica dinámico (DEM) podría aliviar el problema debido al potencial¹⁶ la deriva.

En el DEM, la respuesta de un sistema a un estímulo aplicado se mide ^17-19. El ejemplo de tal sistema es cronopotenciometría. Aquí un impulso de corriente aplicada se utiliza como un estímulo ozono iones cerca de la superficie del electrodo y se mide la respuesta de potencial correspondiente. Una corriente anódica en un electrodo de Ag / AgCl inicia una reacción farádica (Ag + Cl AgCl + e) ​​lo que resulta en un agotamiento de los iones Cl cerca de la superficie del electrodo. El cambio de potencial es una función de la corriente aplicada y la concentración de los iones (selectivos) en el ^12,20 electrolito. En el momento en que estos iones se agotan por completo cerca de la superficie del electrodo de la tasa de cambio de los potenciales aumentos rápidamente, dando un punto de inflexión ^21. El punto de inflexión en la curva de respuesta en tiempo potencial (chronopotentiogram) muestra el tiempo de transición y puede determinarse a partir delmáximo de la primera derivada de la respuesta de potencial ^22. El tiempo de transición es una característica de la concentración de iones. Este enfoque ha sido utilizado para determinar diferentes iones concentración ¹⁷ y el pH de electrolitos ^23,24. En el caso de un electrodo de Ag / AgCl como un electrodo de trabajo (a la que se aplica corriente) los iones agotan serán iones cloruro ^17. Por lo tanto, la medición de su tiempo de transición va a determinar su concentración.