10.17 : Voltammetria: Panoramica

La voltammetria è una tecnica elettroanalitica in cui la corrente che scorre attraverso una cella elettrochimica viene misurata in funzione del potenziale applicato, di solito, in condizioni in cui c’è polarizzazione di concentrazione. La tecnica fornisce delle  informazioni preziose sulle specie redox-attive e la risposta della corrente viene tracciata come voltammogramma.

Una cella voltammetrica usa tre elettrodi: un elettrodo di lavoro, un elettrodo di riferimento e un elettrodo ausiliario. Le reazioni redox si verificano nell'elettrodo di lavoro, dove un potenziostato ne controlla il potenziale. Gli elettrodi di mercurio vengono spesso utilizzati come elettrodi di lavoro a causa del loro ampio intervallo di potenziale negativo, che riduce al minimo l'interferenza derivante dall'evoluzione dell'idrogeno. Gli elettrodi di mercurio formano amalgame con vari metalli, migliorando determinate reazioni redox. Inoltre, la loro superficie può essere rinnovata formando nuove gocce, mantenendo così la precisione. I tipi più comuni includono l'elettrodo a goccia pendente di mercurio sospeso (HMDE) e l'elettrodo a goccia di mercurio (DME).

L'elettrodo di riferimento, come l'elettrodo a calomelano saturo o l'elettrodo argento-cloruro d'argento, svolge un ruolo cruciale nella voltammetria. Mantiene il potenziale costante, garantendo una misurazione accurata. L'elettrodo ausiliario, spesso un filo di platino, completa il circuito.

Gli elettrodi di mercurio sono preferiti in molte applicazioni per il loro ampio intervallo di potenziale negativo, che impedisce la riduzione indesiderata dell'idrogeno, e per la loro capacità di amalgama. La loro versatilità e la capacità di rinnovare la superficie dell'elettrodo assicurano risultati coerenti e affidabili durante le misurazioni.

La voltammetria è ampiamente applicata nel monitoraggio ambientale (ad esempio,nel  rilevamento di tracce di metalli), nelle analisi farmaceutiche e nello sviluppo di sensori elettrochimici. Analizzando la risposta di corrente, la voltammetria aiuta a determinare la concentrazione di analiti elettroattivi nella soluzione. Nelle soluzioni diluite, la corrente raggiunge un valore limite direttamente proporzionale alla concentrazione dell'analita, rendendo questa tecnica altamente preziosa per l'analisi quantitativa.