10.17 : Woltamperometria: Przegląd

Woltamperometria to technika elektroanalityczna, w której prąd przepływający przez ogniwo elektrochemiczne jest mierzony jako funkcja przyłożonego potencjału, zazwyczaj w warunkach polaryzacji stężeniowej. Technika ta dostarcza cennych informacji o substancjach redoks-aktywnych, a odpowiedź prądowa jest przedstawiana jako woltamperogram.

Ogniwo woltamperometrycznie wykorzystuje trzy elektrody: elektrodę roboczą, elektrodę odniesienia i elektrodę pomocniczą. Reakcje redoks zachodzą w elektrodzie roboczej, a potencjostat kontroluje jej potencjał. Elektrody rtęciowe są często używane jako elektrody robocze ze względu na ich szeroki zakres ujemnego potencjału, który minimalizuje zakłócenia z wydzielania wodoru. Elektrody rtęciowe mogą tworzyć amalgamaty z różnymi metalami, wzmacniając niektóre reakcje redoks. Ponadto ich powierzchnia może być odnawiana przez tworzenie nowych kropli, zachowując dokładność. Do powszechnych typów należą wisząca elektroda rtęciowa (HMDE) i opadająca elektroda rtęciowa (DME).

Elektroda odniesienia, taka jak nasycona elektroda kalomelowa lub elektroda srebrno-chlorkowo-srebrowa, odgrywa kluczową rolę w woltamperometrii. Utrzymuje stały potencjał, zapewniając dokładny pomiar. Elektroda pomocnicza, często drut platynowy, zamyka obwód.

Elektrody rtęciowe są preferowane w wielu zastosowaniach ze względu na szeroki zakres negatywnych potencjałów, który zapobiega niepożądanej redukcji wodoru, oraz zdolność do tworzenia amalgamatów. Ich wszechstronność i możliwość odnawiania powierzchni elektrody zapewniają spójne i wiarygodne wyniki podczas pomiarów.

Woltamperometria jest szeroko stosowana w monitorowaniu środowiska (np. wykrywaniu metali śladowych), analizie farmaceutycznej i rozwoju czujników elektrochemicznych. Poprzez analizę odpowiedzi prądowej, woltamperometria pomaga określić stężenie analitów elektroaktywnych w roztworze. W rozcieńczonych roztworach prąd osiąga wartość graniczną wprost proporcjonalną do stężenia analitu, co czyni tę technikę niezwykle cenną do analizy ilościowej.