Levich Study (RDE)

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Levich 實驗是一個常用的實驗，使用旋轉圓盤電極(RDE)，在不同的旋轉速率范圍內獲得一系列伏安圖。

對于一個簡單的電化學系統，其中半反應的速率僅由電極表面的質量傳輸控制，伏安圖的總體級別大小應該隨著旋轉速率的平方根而增加(見圖1，左)。

Levich 研究中測得的電流通常與旋轉速率的平方根畫在一個稱為 Levich 圖的圖上。正如Levich方程所預測的那樣，極限電流(圖1。紅色圓圈)隨轉速的平方根線性增加(斜率為0.620 nFAD2/3v-1/6C) ，直線在零點截斷垂直軸。通常選擇一組旋轉速率是全部平方數的倍數(例如100、400、900、1600 RPM 等) ，以便于構建圖。

如果在 Levich 研究期間觀察到的電化學半反應是簡單的和可逆的半反應(由于緩慢的動力學或耦合的化學反應沒有并發發生) ，那么無論旋轉速率如何，質量傳輸控制伏安圖的形狀都將是 S 形的。這意味著沿著伏安圖觀察到的任何給定電位的電流將隨著旋轉速率的平方根線性變化(見圖1，右) ; 然而重要的是Levich 方程只適用于極限電流，而不是沿著S型上升部分的電流。

因為 Levich 方程只適用于極限電流，所以 Levich 實驗的結果通常是極限電流與旋轉速率的平方根的簡單關系圖(圖2)。中間部分)。Levich研究數據的另一種表示方法是根據響應電流對Levich方程進行重新排列

角旋轉速率的倒數電流與倒數平方根的圖(圖3)。右)被稱為 Koutecky-Levich 圖

同樣，對于一個沒有并發反應的簡單和可逆的半反應，數據沿著一條直線下降，在零點攔截垂直軸。然而，如果這條線在零以上截斷垂直軸，這就強烈地表明，半反應受到緩慢的動力學而不是質量傳輸的限制。

2 參考文獻

· Levich, V. G.  Physicochemical hydrodynamics, 1st ed. Prentice-Hall: Englewood Cliffs, NJ, 1962.

· Zoski, C. G.; Leddy, J.; Bard, A. J.;   Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (Student Solutions Manual), 2nd ed. John Wiley: New York, 2002.

· Treimer, S.; Tang, A.; Johnson, D. C.  A Consideration of the Application of Koutecky-Levich Plots in the Diagnoses of Charge-Transfer Mechanisms at Rotated Disk Electrodes.  Electroanalysis, 2002, 14(3), 165-171.