Interfering influence of redox reactants on potentiometric responses of electrodes with conducting polymer films

• Autorzy: Michalska A. , Nadrzycka U. , Maksymiuk K.

Warianty tytułu

PL

Interferujący wpływ reagentów redoks na odpowiedzi potencjometryczne elektrod z warstwami polimerów przewodzących

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Conducting polymer (CP) films, used as ion-sensing membranes under open-circuit potcn-tiometric conditions, are highly sensitive towards redox interferents. u h ich seriously limit their analytical application. The factors affecting potential transients upon addition of redox reactant. as well as stable potentiometric responses in the presence of selected model redox reactants have been considered. The role of polymer redox capacitance and charge transfer kinetics has been studied. Theoretical predictions and experimental results obtained for polypyrrole, poly (N-me thylpyrrole), and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) in the presence of Fe(CN)6^{3-/4- confirm a crucial role of spontaneous charging and discharging processes of CP films (e.g. polymer oxidation by dissolved oxygen, or deprotonation) for redox sensitivity. An experimental protocol utilising polarized electrode potentiometry has been developed in order to determine charging/discharging currents of the polymer in the absence and presence of added redox reactants. Polymers characterized by a significant charging/discharging rate (e.g. polypyrrole doped with perchloratc ions) have been found more resistant towards redox interferences than more stable polymers (e.g. PEDOT) with low-rate charging/discharging. This effect can be of a key importance not only for the CP-based ion-sensitive membranes, but also for conducting polymers used as ion-lo-elec-tron transducers (solid contacts) in all-solid-state ion-sclectivc electrodes.}

PL

Warstwy polimerów przewodzących, stosowane jako membrany jonoczułe w warunkach potencjometry cznych, sąbardzo podatne na wpływ interferentów redoks, silnie ograniczający ich zastosowania analityczne. W pracy rozpatrywano c/.ynniki wpływające zarówno na zmiany potencjału w czasie po dodaniu reagenta redoks, jak i stabilne odpowiedzi notencjo-metryczne rejestrowane w obecności wybranych modelowych reagentów redoks. Dyskutowano również rolę pojemności redoks polimeru oraz, kinetyki przeniesienia ładunku. Przewidywania teoretyczne i wyniki eksperymentalne uzyskane dla polipiroiu, poli(N-metylopirolu) i poli(3,4-etylenodioksytiofenu) (PEDOT) w obecności układu Fe(CN)T₆^3-/4-potwierdziły kluczową role samorzutnych procesów ładowania i rozładowania polimerów przewodzących (jak np. utlenianie polimeru tlenem z roztworu lub dcprotonowanie) dla czułości redoks. Opracowano procedurę eksperymentalną, wykorzystującą potencjomctrię z elektrodą polaryzowaną, w celu wyznaczania prądówzwiązanych z lądowaniem/rozładowaniem polimeru w nieobecności i obecności dodanego reagenta redoks. Wykazano, że polimery charakteryzujące się dużą szybkością procesu lądowania/rozładowani a {jak polipirol domieszkowany jonami chloranowymi(VH)) są odporniejsze na interferencje redoks niż bardziej trwale polimery (jak np. PEDOT) charakteryzujące się małą szybkością ładowania/rozładowania. Efekt ten ma kluczowe znaczenie nie tylko dla polimerów przewodzących pełniących role membrany jonoczułej, ale też dla polimerów stosowanych jako przetworniki jonowo-elektronowe (stale kontakty) w elektrodach jonoselektywnych pozbawionych roztworu wewnętrznego.

Słowa kluczowe

EN

conducting polymer; potentiometry; redox interferences; spontaneous charging/discharging

PL

polimer przewodzący; potencjometria; interferencja redoks

• Wydawca: Komitet Chemii Analitycznej PAN
• Czasopismo: Chemia Analityczna
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 51, No. 6
• Strony: 923--938
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz.

Twórcy

autor

Michalska A.

autor

Nadrzycka U.

autor

Maksymiuk K.

• Department of Chemistry, Warsaw University, ul Pasteura 1, 02-093 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• 1.Ikariyama Y. and Heineman R., Anal. Chem., 58, 1803(1986).
• 2.Michalska A., Walkiewicz S. and Maksymiuk K., Electroanalysis, 15, 509 (2003).
• 3.Dong S. and Che G., Talanta, 38, 111 (1991).
• 4.Cadogan A., Gao Z., Levvenstam A., Ivaska A. and Diamond D., Anal.Chem., 64, 2496 (1992).
• 5.Hulanicki A., Michalska A. and Lewenstam A., Analyst, 119, 2417 (1994).
• 6.Michalska A., Hulanicki A. and Lewenstam A., Microchem. J., 57, 59 ( 1997).
• 7.Hulanicki A. and Michalska A., Electroanalysis, 7, 692 (1995).
• 8.Zielińska R., Mulik E., Michalska A., Achmatowicz S. and Maj-Żurawska M., Anal. Chim. Acta,451, 243 (2002).
• 9.Bobacka J., Lewenstam A. and IvaskaA., Talanta, 40, 1437 (1993).
• 10.Sjöberg R, Bobacka J., Lewenstam A. and IvaskaA., Electroanalysis, 11, 821 (1999).
• 11.Dong S., Sun Z. and Lu Z., Analyst, 113, 1525 (1988).
• 12.Okada T., Hayashi H., Hiratani K., Sugihara H. and Koshizaki N., Analyst, 116, 923 (1991).
• 13.Cadogan A., Lewenstam A. and IvaskaA., Talanta, 39, 617 (1992).
• 14.Hutchins R. and Bachas L., Anal. Chem., 67, 1654 (1995).
• 15.Michalska A., Ivaska A. and Lewenstam A., Anal. Chem., 69, 4060 (1997).
• 16.Migdalski J., Błaż T. and Lewenstam A. Anal. Chim. Acta, 322, 141 (1996).
• 17.Migdalski J., Błaż T. and Lewenstam A., Anal. Chim. Acta, 395, 65 (1999).
• 18.Bobacka J., Electroanalysis, 18, 7 (2006).
• 19.Maksymiuk K., Electroanalysis, 18,1537(2006).
• 20.Hulanicki A., Michalska A. and Lewenstam A., Electroanalysis, 6, 604 (1994).
• 21.Bobacka J., Gao Z., Ivaska A. and Lewenstam A., J. Electroanal. Chem., 368, 33 (1994).
• 22.Michalska A., Maksymiuk K. and Hulanicki A., J. Electroanal. Chem., 392, 63 (1995).
• 23.Michalska A. and Lewenstam A., Anal. Chim. Acta, 406, 159 (2000).
• 24.Michalska A., Nadrzycka U. and Maksymiuk K., Electrochim. Acta, 46,4113 (2001).
• 25.Michalska A., Nadrzycka U. and Maksymiuk K., Fresenius J. Anal. Chem., 371, 35 (2001 ).
• 26.Lewenstam A., Bobacka J. and IvaskaA., J. Electroanal. Chem., 368, 23 (1994).
• 27.Maksymiuk K., Nybäck A.S., Bobacka J., IvaskaA. and Lewenstam A., J. Electroanal. Chem.,430, 243 (1997).
• 28.Dumańska J. and Maksymiuk K., Electroanalysis, 13, 567 (2001 ).
• 29.Krivan E., Visy C. and Kankare J., J. Phys. Chem. B, 107, 1302 (2003).
• 30.Pfluger R, Kronubi M., Street G.B. and Weiser G.J., J. Chem. Phys., 78, 3212 (1983).
• 31.Vazquez M., Bobacka J., IvaskaA. and Lewenstam A., Sens. Actuators B, 82, 7 (2002).
• 32.Meier P.C., Anal. Chim. Acta, 136, 363 (1982).
• 33.Michalska A. and Hall E.A.H., Electroanalysis, 11, 756 (1999).
• 34.Diaz A.F. and Castillo J.I., J. Chem. Soc. Chem. Commun., 397 (1980).
• 35.Bobacka J., Lewenstam A. and IvaskaA., J. Electroanal. Chem., 17,489 (2000).
• 36.Michalska A., Dumańska J. and Maksymiuk K., Anal. Chem., 75, 4964 (2003).
• 37.Michalska A. and Maksymiuk K., Talanta, 63, 109 (2004).
• 38.Hu I.F., Karweik D.H. and Kuwana T., J. Electroanal. Chem., 188, 59(1985).
• 39.MichalskaA., Gałuszkiewicz A., Ogonowska M., Ocypa M. and Maksymiuk K., J. Solid State Elec troc hem., 8, 381 (2004).