Bulk electrolysis
বাল্ক তড়িৎ বিশ্লেষণ পোটান্টিওস্ট্যাটিক কুলোমেট্রি বা নিয়ন্ত্রিত সম্ভাব্য কুলোমেট্রি নামেও পরিচিত। পরীক্ষাটি কুলোমেট্রি-র একটি রূপ যা সাধারণত একটি পোটেনশিওস্ট্যাট দ্বারা নিয়ন্ত্রিত তিনটি বিদ্যুদ্বাহক ব্যবস্থা ব্যবহার করে। পরীক্ষায় কার্যকরী বিদ্যুদ্বাহক একটি ধ্রুবক সম্ভাব্যতায় (ভোল্ট) রাখা হয় এবং বর্তমান (অ্যাম্পস) সময়ের সাথে (সেকেন্ড) পর্যবেক্ষণ করা হয়। একটি সঠিকভাবে পরিচালিত পরীক্ষায় একটি অ্যানালাইট পরিমাণগতভাবে তার মূল জারণ অবস্থা থেকে একটি নতুন জারণ অবস্থায় রূপান্তরিত হয়, হয় হ্রাস বা জারিত হয়। সাবস্ট্রেটটি গ্রাস করার সাথে সাথে বিদ্যুৎ প্রবাহও হ্রাস পায়, যখন রূপান্তরটি সমাপ্তির কাছাকাছি আসে তখন শূন্যের কাছাকাছি চলে আসে। একটি বাল্ক তড়িৎ বিশ্লেষণের ফলাফল দৃশ্যমানভাবে প্রদর্শিত হয় যখন মোট কুলম্বগুলি (মোট বৈদ্যুতিক চার্জ) সেকেন্ডে সময়ের বিপরীতে প্লট করা হয়, যদিও পরীক্ষাটি সময়ের সাথে বৈদ্যুতিক প্রবাহ (অ্যাম্পস) পরিমাপ করে। এটি দেখানো হয় যে পরীক্ষাটি প্রত্যাশিত মোট কুলম্বের কাছাকাছি পৌঁছেছে। মৌলিক সম্পর্ক এবং প্রয়োগ নমুনা ভর, আণবিক ভর, বিদ্যুদ্বাহক বিক্রিয়ায় ইলেকট্রনের সংখ্যা এবং পরীক্ষার সময় পাস হওয়া ইলেকট্রনের সংখ্যা সবই ফ্যারাডের তড়িৎ বিশ্লেষণের সূত্র দ্বারা সম্পর্কিত। এর ফলে, যদি তিনটি মান জানা যায়, তাহলে চতুর্থটি গণনা করা যেতে পারে। বাল্ক তড়িৎ বিশ্লেষণ কৃত্রিম উদ্দেশ্যেও কার্যকর হতে পারে যদি তড়িৎ বিশ্লেষণের পণ্যটি পৃথক করা যায়। এটি সবচেয়ে সুবিধাজনক যখন পণ্যটি নিরপেক্ষ হয় এবং নিষ্কাশনের মাধ্যমে তড়িৎবিশ্লেষ্য দ্রবণ থেকে বিচ্ছিন্ন করা যেতে পারে বা যখন পণ্যটি তড়িৎমণ্ডলে ছিটকে যায় বা অন্যভাবে অধঃক্ষিপ্ত হয়। এমনকি যদি পণ্যটি পৃথক করা না যায়, তবে নির্দিষ্ট পরিস্থিতির উপর নির্ভর করে অন্যান্য কৌশলগুলির মধ্যে এন. এম. আর, ই. পি. আর, ইউ. ভি-ভিস, এফ. টি. আই. আর সহ অন্যান্য বিশ্লেষণাত্মক কৌশলগুলি সমাধানের উপর সঞ্চালিত করা যেতে পারে। বিশেষভাবে পরিকল্পিত কোষে পরীক্ষার সময় দ্রবণটি সক্রিয়ভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। কোষের নকশা বেশিরভাগ তিনটি বিদ্যুদ্বাহক পরীক্ষায় দুটি বিচ্ছিন্ন কোষ থাকে। একটিতে সহায়ক এবং কার্যকরী বিদ্যুদ্বাহক রয়েছে, অন্যটিতে রেফারেন্স বিদ্যুদ্বাহক রয়েছে। কঠোরভাবে বলতে গেলে, রেফারেন্স বিদ্যুদ্বাহকের জন্য আলাদা কামরার প্রয়োজন হয় না। সিলভার/সিলভার ক্লোরাইড তারের বিদ্যুদ্বাহকের মতো একটি আধা-রেফারেন্স বিদ্যুদ্বাহক সরাসরি বিশ্লেষক দ্রবণের সংস্পর্শে আসতে পারে। এই ধরনের পরিস্থিতিতে উদ্বেগ রয়েছে যে অ্যানালাইট এবং ট্রেস রেডক্স পণ্যগুলি রেফারেন্স বিদ্যুদ্বাহকের সাথে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে এবং হয় এটিকে অকেজো করে দিতে পারে বা প্রবাহকে বাড়িয়ে তুলতে পারে। ফলস্বরূপ, এমনকি এই সহজ রেফারেন্সগুলিও সাধারণত তাদের নিজস্ব কোষে পৃথক করা হয়। আরও জটিল রেফারেন্স যেমন স্ট্যান্ডার্ড হাইড্রোজেন বিদ্যুদ্বাহক, স্যাচুরেটেড ক্যালোমেল বিদ্যুদ্বাহক, বা সিলভার ক্লোরাইড বিদ্যুদ্বাহক (নির্দিষ্ট ঘনত্ব) সরাসরি বিশ্লেষক দ্রবণটি মিশ্রিত করতে পারে না এই ভয়ে যে বিদ্যুদ্বাহকটি ভেঙে পড়বে বা বিশ্লেষকের সাথে মিথস্ক্রিয়া/প্রতিক্রিয়া করবে। একটি বাল্ক তড়িৎ বিশ্লেষণ তিনটি অংশের কোষে সর্বোত্তমভাবে সঞ্চালিত হয় যেখানে সহায়ক বিদ্যুদ্বাহক এবং রেফারেন্স বিদ্যুদ্বাহক উভয়েরই নিজস্ব কোষ থাকে যা কার্যকরী বিদ্যুদ্বাহকযুক্ত কোষের সাথে সংযুক্ত থাকে। এটি সহায়ক বিদ্যুদ্বাহকে ঘটে যাওয়া অবাঞ্ছিত রেডক্স ঘটনাগুলিকে পৃথক করে। বাল্ক ইলেক্ট্রোলাইসিসের সময়, অ্যানালাইটটি কার্যকরী বিদ্যুদ্বাহকে একটি রেডক্স ইভেন্টের মধ্য দিয়ে যায়। যদি সিস্টেমটি খোলা থাকে, তবে সেই বিক্রিয়ার গুণফলটি সহায়ক বিদ্যুদ্বাহকে ফিরে যাওয়া এবং বিপরীত রেডক্স বিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যাওয়া সম্ভব হবে। কার্যকরী বিদ্যুদ্বাহকে সঠিক তড়িৎ প্রবাহ বজায় রাখার পাশাপাশি, সহায়ক বিদ্যুদ্বাহক তড়িৎপ্রবাহের ভারসাম্য বজায় রাখতে প্রায়শই দ্রাবক বা তড়িৎবিশ্লেষ্যকে জারিত বা হ্রাস করার চরম সম্ভাবনা অনুভব করবে। ভোল্টামেট্রি পরীক্ষায়, স্রোতগুলি (অ্যাম্পস) এত ছোট এবং অল্প পরিমাণে দ্রাবক বা তড়িৎবিশ্লেষ্যকে পচিয়ে ফেলা কোনও সমস্যা নয়। এর বিপরীতে, একটি বাল্ক তড়িৎবিশ্লেষণে বেশ কয়েকটি মাত্রার ক্রম দ্বারা বৃহত্তর স্রোত জড়িত থাকে। সহায়ক বিদ্যুদ্বাহকে, এই বৃহত্তর তড়িৎ প্রবাহ উল্লেখযোগ্য পরিমাণে দ্রবণ/তড়িৎবিশ্লেষ্যকে বিচ্ছিন্ন করে দেবে এবং সম্ভবত তড়িৎপ্রবাহের ভারসাম্য বজায় রাখার প্রচেষ্টায় এই প্রক্রিয়ায় দ্রবণটিকে ফুটিয়ে তুলবে। এই চ্যালেঞ্জ প্রশমিত করার জন্য সহায়ক কোষে প্রায়শই সামগ্রিক রেডক্স প্রতিক্রিয়ার ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য একটি স্টোইকিওমেট্রিক বা আরও বেশি পরিমাণে ত্যাগের রিডাক্ট্যান্ট (ফেরোসিন) বা ত্যাগের অক্সিডেন্ট (ফেরোসেনিয়াম) থাকে। আদর্শ কার্যকারিতার জন্য সহায়ক বিদ্যুদ্বাহক পৃষ্ঠতলের সমান, যতটা সম্ভব কাছাকাছি এবং কার্যকরী বিদ্যুদ্বাহকের সাথে সমানভাবে ব্যবধানযুক্ত হওয়া উচিত। এটি "হট স্পট" প্রতিরোধের একটি প্রচেষ্টা। হট স্পটগুলি হল ন্যূনতম প্রতিরোধের পথ অনুসরণকারী তড়িৎপ্রবাহের ফলাফল। এর অর্থ হল রেডক্স রসায়নের বেশিরভাগ অংশ কার্যকরী এবং সহায়ক বিদ্যুদ্বাহকের মধ্যে সংক্ষিপ্ততম পথের উভয় প্রান্তে ঘটবে। দ্রবণের ধারণক্ষমতা প্রতিরোধের সঙ্গে যুক্ত উত্তাপ এই বিন্দুগুলির আশেপাশের অঞ্চলে ঘটতে পারে, যা প্রকৃতপক্ষে দ্রবণটিকে ফুটিয়ে তোলে। দ্রবণটির এই বিচ্ছিন্ন ফুটন্ত থেকে উদ্ভূত ফোঁটা ফোঁটা গ্যাসের বিবর্তনের সাথে বিভ্রান্ত হতে পারে। হার এবং গতিবিদ্যা এই ধরনের প্রতিক্রিয়া/পরীক্ষার হার সমাধানের ঘনত্ব দ্বারা নির্ধারিত হয় না, বরং তড়িৎদ্বার পৃষ্ঠের দ্রবণে স্তরটির ভর স্থানান্তর দ্বারা নির্ধারিত হয়। যখন দ্রবণটির আয়তন হ্রাস করা হয়, দ্রবণটি আরও দ্রুত নাড়াচাড়া করা হয় বা কার্যকরী বিদ্যুদ্বাহকের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করা হয় তখন হার বৃদ্ধি পাবে। যেহেতু ভর স্থানান্তর এত গুরুত্বপূর্ণ যে বাল্ক তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় দ্রবণটি নাড়াচাড়া করা হয়। যাইহোক, এই কৌশলটি সাধারণত একটি হাইড্রোডায়নামিক কৌশল হিসাবে বিবেচিত হয় না, কারণ বিদ্যুদ্বাহকের বিরুদ্ধে দ্রবণের একটি ল্যামিনার প্রবাহ নাড়াচাড়ার উদ্দেশ্য বা ফলাফল নয়। বৈদ্যুতিক রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার অধ্যয়নের উপায় হিসাবে সাহিত্যে মাঝে মাঝে বাল্ক তড়িৎ বিশ্লেষণের উল্লেখ করা হয়। যাইহোক, বাল্ক তড়িৎবিশ্লেষণ সাধারণত তড়িৎরাসাযনিক বিক্রিয়ার হার অধ্যয়নের একটি দুর্বল পদ্ধতি কারণ বাল্ক তড়িৎবিশ্লেষণের হার সাধারণত নির্দিষ্ট কোষের ভর স্থানান্তর করার ক্ষমতা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। এই গণ স্থানান্তর প্রতিবন্ধকতার চেয়ে ধীর হার খুব কমই আগ্রহের বিষয়। দক্ষতা এবং তাপগতিবিদ্যা তড়িৎ-অনুঘটক বিশ্লেষণগুলি প্রায়শই একটি বাল্ক তড়িৎবিশ্লেষণ পরীক্ষা দ্বারা নির্ধারিত একটি প্রদত্ত প্রক্রিয়ার বর্তমান দক্ষতা বা ফ্যারাডাইক দক্ষতার কথা উল্লেখ করে। উদাহরণস্বরূপ, যদি হাইড্রোজেনের একটি অণু একটি অ্যাসিডিক দ্রবণে ঢোকানো প্রতি দুটি ইলেকট্রন থেকে ফলাফল পায় তবে ফ্যারাডাইক দক্ষতা হবে 100%। এটি নির্দেশ করে যে, ইলেকট্রনগুলি শেষ পর্যন্ত অন্য কোনও প্রতিক্রিয়া প্রদর্শন করেনি। উদাহরণস্বরূপ, জলের জারণ প্রায়শই অ্যানোডে অক্সিজেনের পাশাপাশি হাইড্রোজেন পারক্সাইড তৈরি করে। এই পণ্যগুলির প্রতিটি তার নিজস্ব ফ্যারাডাইক দক্ষতার সাথে সম্পর্কিত যা পরীক্ষামূলক ব্যবস্থার সাথে আবদ্ধ। তড়িৎপ্রবাহের দক্ষতাও তাপগতিবিদ্যার দক্ষতার মতো নয়, কারণ এটি কখনই যোগ করা বা অপসারিত ইলেকট্রনে কতটা শক্তি (ভোল্টে সম্ভাব্য) রয়েছে তা উল্লেখ করে না। অতিরিক্ত সম্ভাবনাময় প্রতিক্রিয়াগুলির দ্বারা নির্ধারিত ভোল্টেজ দক্ষতা তড়িৎরাসাযনিক প্রতিক্রিয়ার তাপগতিবিদ্যার সাথে আরও সরাসরি সম্পর্কিত। প্রকৃতপক্ষে, কোনও প্রতিক্রিয়া যে পরিমাণে সমাপ্তির দিকে যায় তা সুদ হ্রাসের সম্ভাবনার তুলনায় প্রয়োগকৃত সম্ভাব্যতা কতটা বেশি তার সাথে সম্পর্কিত। যে ক্ষেত্রে একাধিক হ্রাস সম্ভাব্যতা আগ্রহের বিষয়, সেখানে প্রায়শই একটি তড়িৎ বিশ্লেষণ সম্ভাব্যতা একটি "নিরাপদ" দূরত্ব (যেমন 200 এমভি) নির্ধারণ করা কঠিন। ফলস্বরূপ স্তরটির অসম্পূর্ণ রূপান্তর, অথবা অন্যথায় কিছু স্তরকে আরও হ্রাসকৃত আকারে রূপান্তরিত করা হয়। প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ বিশ্লেষণ করার সময় এবং সাবস্ট্রেট দ্রবণের সাথে আরও বিশ্লেষণ/বিচ্ছিন্নতা/পরীক্ষা-নিরীক্ষা করার চেষ্টা করার সময় এই বিষয়টিকে অবশ্যই বিবেচনা করতে হবে। তথ্যসূত্র বৈদ্যুতিন বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতি