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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag June 12, 2017

Apparatus and methods for using a rotating ring–disk electrode with potentiodynamic control of both working electrodes

Aufbau und Anwendungen einer rotierenden Ringscheibenelektrode mit potentiodynamischer Kontrolle beider Arbeitselektroden
Soma Vesztergom

Eötvös Loránd University, Department of Physical Chemistry, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

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, Noémi Kovács

Eötvös Loránd University, Department of Physical Chemistry, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

, Mária Ujvári

Eötvös Loránd University, Department of Physical Chemistry, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

and Gyözö G. Láng

Eötvös Loránd University, Department of Physical Chemistry, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

From the journal tm - Technisches Messen

Abstract

When studying electrochemical processes, one of the most widely used methods of determining the reaction pathway is an electrochemical assay of products using a rotating ring–disk electrode (RRDE). An RRDE tip consists of two electron conducting parts: a centrally located disk and a ring around it. When brought into contact with an electrolyte solution, the disk and the ring both form electrodes, the potentials of which can be independently controlled by a bi-potentiostat. When the tip is rotated, reactants from the solution arrive at the disk where they undergo an electrode reaction (oxidation or reduction) at a given rate, depending on the rotation speed. The formed products leave the disk surface and due to forced convection make their way towards the ring electrode where they can undergo another electrode reaction and can thus be detected. Normally, one applies potentiostatic control to at least one of the electrodes when carrying out an RRDE experiment; albeit the simultaneous potentiodynamic perturbation of the electrodes offers an increased applicability range. This paper presents the construction of a measuring system capable for the “bi-potentiodynamic” perturbation of two working electrodes, and demonstrates the use of such methods in case of a few chosen example systems.

Zusammenfassung

Die rotierende Ringscheibenelektrode (rotating ring-disk electrode, RRDE) ist eine der meist genutzten analytischen Methoden zur Ermittlung von Reaktionswegen und Zwischenprodukten elektrochemischer Umsetzungen. Der planare Aufbau besteht aus einer zentral angeordneten Scheibenelektrode und einer sie umgebenden Ringelektrode. Eingetaucht in eine Elektrolytlösung können mit geeigneten Potentiostaten beide Elektroden separat kontrolliert und angesteuert werden. Wird der Elektrodenaufbau in Rotation gebracht, werden die Reaktanden in Richtung auf die Elektrode bewegt und dort einer elektrochemischen Reaktion (Oxidation oder Reduktion) unterworfen. Der Umsatzrate ist von der Rotationsgeschwindigkeit abhängig. Die gebildeten Produkte werden durch die erzwungene Konvektion an die Ringelektrode transportiert und können dort einer weiteren elektrochemischen Umsetzung unterzogen und analysiert werden. In der Regel wird eine der beiden Elektroden bei einem RRDE-Experiment potentiostatisch betrieben, obwohl eine simultane potentiodynamische Nutzung beider Elektroden eine Erweiterung des elektroanalytischen Anwendungsspektrums erlaubt. Diese Veröffentlichung stellt die Konstruktion eines Messsystems vor, welches für die simultane ,,bi-potentiometrische“ dynamische Anregung beider Elektroden genutzt werden kann und weist die Eignung dieses Aufbaus an einigen exemplarischen Untersuchungen nach.

About the authors

Soma Vesztergom

Eötvös Loránd University, Department of Physical Chemistry, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

Noémi Kovács

Eötvös Loránd University, Department of Physical Chemistry, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

Mária Ujvári

Eötvös Loránd University, Department of Physical Chemistry, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

Gyözö G. Láng

Eötvös Loránd University, Department of Physical Chemistry, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

Acknowledgement

This research has received funding from the Hungarian Scientific Research Fund (OTKA) under Grant Agreement № K109036.

The work was supported by the ÚNKP-16-3 New National Excellence Program of the Ministry of Human Capacities, Hungary (ELTE/8495/60(2016)).

S. Vesztergom gratefully acknowledges the support of the European Union and the State of Hungary, as well as the co-financing of the European Social Fund in the framework of TÁMOP 4.2.4. A/1–11–1–2012–0001 “National Excellence Program”.

Received: 2017-12-19
Revised: 2017-5-17
Accepted: 2017-5-18
Published Online: 2017-6-12
Published in Print: 2017-10-26

©2017 Walter de Gruyter Berlin/Boston

Downloaded on 28.11.2022 from frontend.live.degruyter.dgbricks.com/document/doi/10.1515/teme-2016-0083/html
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