Randlesova–Sevcikova rovnice

Randlesova–Sevcikova rovnice popisuje v cyklické voltametrii závislost rychlosti snímání na maximálním proud i_p. Pro jednoduché redoxní děje, jako je například ferocen / ferrocenium, závisí i_p nejen na koncentraci a difuzních vlastnostech elektroaktivních druhů, ale také na rychlosti snímání.[1]

${\displaystyle i_{p}=0.4463\ nFAC\left({\frac {nFvD}{RT}}\right)^{\frac {1}{2}}}$

Při 25 °C se rovnice zjednodušuje na:[2]

${\displaystyle i_{p}=2.69\times 10^{5}\ n^{\frac {3}{2}}AD^{\frac {1}{2}}Cv^{\frac {1}{2}}}$

• i_p = aktuální maximum v ampérech
• n = počet elektronů přenesených v redoxním ději(obvykle 1)
• A = plocha elektrody v cm ²
• F = Faradayova konstanta v C mol ⁻¹
• D = difúzní koeficient v cm ² / s
• C = koncentrace v mol / cm³
• ν = rychlost skenování v V / s
• R = plynová konstanta v JK ⁻¹ mol ⁻¹
• T = teplota v K

Předpovědi této rovnice se jeví jako kontraintuitivní, tj. že i_p roste rychleji při rychlejším snímání. Je důležité si uvědomit, že proud i náboj (nebo počet elektronů) je za jednotku času. V cyklické voltametrii je proud procházející elektrodou omezen difúzí vzorku na povrch elektrody. Tento difúzní tok je ovlivňován koncentračním gradientem v blízkosti elektrody. Koncentrační gradient je zase ovlivňován koncentrací vzorku na elektrodě a rychlostí, kterou se mohou druhy rozptylovat roztokem. Změnou napětí v cele se také změní koncentrace vzorku na povrchu elektrody, jak je stanoveno Nernstovou rovnicí. Proto rychlejší kolísání napětí způsobuje větší koncentrační gradient v blízkosti elektrody, což má za následek vyšší proud.