電極上に固定された酸化還元活性種のボルタンメトリック応答に関する研究

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電極上に固定された酸化還元活性種のボルタンメトリック応答に関する知見を得ることとインターネットを利用した理科教育の展開を目的として、以下の成果を得た。(1)電極上に固定された酸化還元活性種の準可逆なサイクリックボルタモグラムについて、酸化還元活性種と支持電解質イオンの会合および電極/溶液界面における電位分布を考慮したButler-Volmer型速度論を採用して、その反応速度式に基づいたデジタルシミュレーション用アルゴリズムを導出し、電位分布を考慮した準可逆なボルタンメトリック応答をシミュレーションできることを示した。(2)物理・化学パラメータに依存してボルタンメトリック応答が著しく変化し得ることは、以下の要因によって説明できることを示した。(i)外部から制御可能な電位差と実際に電極反応の起動力となる電位差およびそれらの時間変化率が異なる。(ii)溶液中の電解質イオンの濃度についてFrumkin補正する場合、酸化還元対の式量電位は酸化還元活性種を含む面の電位に依存する関数として定義され、期待される式量電位自体が界面電位分布に依存する。(3)種々の物理・化学パラメータに依存した計算結果を視覚的に把握できるJavaAppletを作成し、汎用ブラウザ上で利用可能なHTMLファイルに組み込み、インターネット上で公開した。