Diffusionslager

Inom elektrokemi definieras diffusionsskiktet, enligt IUPAC , som den "region i närheten av en elektrod där koncentrationerna skiljer sig från deras värde i bulklösningen. Definitionen av diffusionsskiktets tjocklek är godtycklig eftersom koncentrationen närmar sig asymptotiskt värdet i bulklösningen". Diffusionsskiktet beror alltså på diffusionskoefficienten ( D ) för analyten och, för voltammetriska mätningar, på skanningshastigheten (V/s). Det anses vanligtvis vara någon multipel av ${\sqrt {Dt}}$ (där ${\tfrac {1}{t}}$ = skanningshastighet).

Värdet är fysiskt relevant eftersom koncentrationen av löst ämne varierar enligt uttrycket som härrör från Ficks lagar :

${\frac {c}{c*}}=\operatörsnamn {erf} \left({\frac {x}{2{\sqrt {Dt}} }}\höger)$

där erf är felfunktionen . När $x={\sqrt {Dt}},$ är koncentrationen ungefär 52 % av bulkkoncentrationen:

$\operatorname {erf} (1/2)=0,520499878\dots$

Vid låga skanningshastigheter är diffusionsskiktet stort, i storleksordningen mikrometer , medan vid snabba skanningshastigheter är diffusionsskiktet nanometer i tjocklek. Sambandet beskrivs delvis av Cottrell-ekvationen .

Relevant för cyklisk voltammetri har diffusionsskiktet försumbar volym jämfört med volymen av bulklösningen. Av denna anledning har cykliska voltammetriexperiment en outtömlig tillgång på färsk analyt.