10.17 : الفولتميترية: نظرة عامة

الفولتميترية هي تقنية تحليلية كهروكيميائي يتم فيها قياس التيار المتدفق عبر خلية كهروكيميائية كدالة للجهد المطبق، عادةً في ظل ظروف استقطاب التركيز. توفر التقنية معلومات قيمة حول الأنواع النشطة في الأكسدة والاختزال، ويتم رسم استجابة التيار على شكل رسم بياني فولتي.

تستخدم الخلية الفولتميترية ثلاثة أقطاب كهربائية: قطب كهربائي عامل، وقطب كهربائي مرجعي، وقطب كهربائي مساعد. تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال في القطب الكهربائي العامل، ويتحكم جهاز قياس الجهد في جهده. تُستخدم أقطاب الزئبق بشكل متكرر كأقطاب كهربائية عاملة بسبب نطاق الجهد السالب الواسع، مما يقلل من التداخل الناتج عن تطور الهيدروجين. يمكن لأقطاب الزئبق تكوين ملغمات مع معادن مختلفة، مما يعزز بعض تفاعلات الأكسدة والاختزال. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تجديد سطحها عن طريق تكوين قطرات جديدة، مما يحافظ على الدقة. تشمل الأنواع الشائعة قطب الزئبق المعلق (HMDE) وقطب الزئبق المتساقط (DME).

يلعب القطب المرجعي، مثل قطب الكالوميل المشبع أو قطب كلوريد الفضة والفضة، دورًا حاسمًا في الفولتميترية. فهو يحافظ على جهد ثابت، مما يضمن دقة القياس. ويكمل القطب المساعد، وهو غالبًا سلك من البلاتين، الدائرة.

تُفضل أقطاب الزئبق في العديد من التطبيقات نظرًا لنطاق جهدها السالب الكبير، والذي يمنع اختزال الهيدروجين غير المرغوب فيه، وقدرتها على تكوين الملغم. وتضمن تنوعها وقدرتها على تجديد سطح القطب نتائج متسقة وموثوقة أثناء القياسات.

يتم تطبيق الفولتميترية على نطاق واسع في مراقبة البيئة (على سبيل المثال، الكشف عن المعادن النزرة)، والتحليل الصيدلاني، وتطوير المستشعر الكهروكيميائي. من خلال تحليل استجابة التيار، تساعد الفولتميترية في تحديد تركيز المحللات الكهربية في المحلول. في المحاليل المخففة، يصل التيار إلى قيمة حدية تتناسب طرديًا مع تركيز المادة المحللة، مما يجعل هذه التقنية ذات قيمة عالية للتحليل الكمي.