コンプライアンス電圧

コンプライアンス電圧とは、作用電極と対極間に印加できる最大電圧のことです。別の呼び方として、最大セル電位があります。

コンプライアンス電圧とは何ですか？

ポテンショスタットの目的は、作用電極と既知の基準点（基準電極）の間に既知の電位差を印加することです。参照電極の電位を安定に保つために、参照電極に電流が流れないようにします。

第3の電極である対極は、電流負荷を担います。つまり、作用電極と参照電極の間には規定の電位が印加されますが、電流は作用電極と対極の間で測定されます。

電流が流れるためには、作用電極と対極の間に電位が印加されなければなりません。これがセル電位である。作用電極と参照電極の間の電位差が設定電位になるように調整される。言い換えれば、対極の電位は、作用電極と対極の間に十分な電流が流れるように調整される。

流れる電流は、電気化学二重層の充電（容量性充電電流）または電気化学反応（ファラデー電流）によって引き起こされます。対極と作用極の電流は同量でなければならないが、極性は逆でなければならない。例えば、作用極に-1 mAが流れるなら、対極には+1 mAが流れなければならない。

作用電極に小さな電流が流れ、大きな対極が使用される場合、容量充電電流は対極の電流として十分です。ほとんどの場合、電気化学反応は対極で起こる。

作用電極での酸化は対極での還元を必要とし、逆もまた同様です。対極と作用極で起こる酸化と還元が、セルに必要な最小セル電位を規定する。作用電極と対極の間の電位差は、両方の反応を駆動するのに十分な大きさが必要である。

多くの場合、実験デザインは対極での反応を考慮していません。そのため、対極での最も一般的な反応は、溶媒（例えば水）の分解、つまり水のプロトンと酸素への酸化、または水の水素と水酸化物への還元です。

例えば、作用電極での鉄の酸化は +200 mV vs RE で起こります。水の分解は、対極で唯一可能な還元である。水の還元は-1.2 V vs REで起こる。つまり、作用電極と対極の差であるセル電位は、少なくとも-1.4 Vである。

作用電極での電流が高いほど、対極で必要な電流も高くなります。電流を増加させるために、ポテンショスタットは作用電極と対極間の電位差を増加させる。ある時点で最大セル電位に達し、それ以上上げることはできません。

これは、対極に正しい電流が流れなくなったため、作用電極の電位が正しくなくなった可能性があることを意味します。ポテンショスタットはコンプライアンス電圧に突入した。作用電極の電位は、最後に到達した値にとどまります。

DPVまたはSWV中、これは微分が0であることを意味し、したがって曲線は電流の急激な低下を示し、0にとどまります。コンプライアンス電圧に達するサイクリックボルタンモグラムでは、コンプライアンス電圧がはっきりと見えます。電位が一定であれば、コットレル方程式に従った電流が流れます：

電流対時間のプロットは、電流が予想される電位依存性ではなく、コットレル方程式で記述されるような時間依存性を示すことを明確に示しています。

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コンプライアンス電圧は測定器によって異なります。この概要では、測定器を比較することができます。

EmStat PicoモジュールはSensitシリーズポテンショスタットと同じコンプライアンス電圧を持っていることに注意してください。