10.17 : Voltamétrie : Présentation

La voltamétrie est une technique électroanalytique permettant de mesurer le courant circulant dans une cellule électrochimique en fonction du potentiel appliqué, généralement dans des conditions de polarisation de concentration. Cette méthode fournit des informations essentielles sur les espèces redox-actives, et les données obtenues sont représentées sous forme de voltammogramme.

Une cellule voltamétrique classique comprend trois électrodes :

1. Électrode de travail – où se produisent les réactions redox, avec un potentiel contrôlé par un potentiostat.
2. Électrode de référence – maintient un potentiel constant pour garantir des mesures précises (par exemple, électrode au calomel saturé ou électrode argent-chlorure d'argent).
3. Électrode auxiliaire – souvent un fil de platine, complète le circuit.

Les électrodes au mercure sont couramment utilisées comme électrodes de travail en raison de leur large plage de potentiel négatif, ce qui minimise les interférences dues à l'évolution de l'hydrogène. Ces électrodes peuvent former des amalgames avec divers métaux, améliorant ainsi certaines réactions redox. Leur surface peut être facilement renouvelée en formant de nouvelles gouttes de mercure, ce qui garantit une grande précision. Parmi les exemples, on trouve l’électrode à goutte de mercure suspendue (HMDE) et l’électrode à goutte de mercure (DME).

L’électrode de référence joue un rôle crucial en maintenant un potentiel stable et constant, essentiel pour garantir des mesures électrochimiques précises.

Les électrodes au mercure sont particulièrement appréciées pour plusieurs raisons :

• Large plage de potentiel négatif.
• Prévention de la réduction indésirable de l’hydrogène.
• Capacité à former des amalgames métalliques.
• Surface renouvelable, assurant des résultats cohérents et fiables.

La voltamétrie trouve des applications variées, notamment :

• Surveillance environnementale : Détection de traces de métaux dans l'eau et les sols.
• Analyse pharmaceutique : Détermination des concentrations de médicaments et des impuretés.
• Développement de capteurs électrochimiques : Avancées technologiques pour la détection de divers analytes.

Dans les solutions diluées, le courant limite est directement proportionnel à la concentration de l’analyte, ce qui fait de la voltamétrie une technique précieuse pour l’analyse quantitative.