Voltammetria

La voltammetria è una categoria di metodi elettroanalitici usati in chimica analitica e in vari processi industriali; in voltammetria viene misurata l'intensità di corrente elettrica che scorre all'interno di una cella elettrochimica al variare della differenza di potenziale imposta ai capi della cella.^[1] Da tali misurazioni è possibile determinare la natura e la quantità dell'analita posto all'interno della cella elettrochimica.^[1]

Il premio Nobel cecoslovacco Jaroslav Heyrovský fu l'ideatore di questo campo di analisi elettrochimica.

Il termine "voltammetria" è un'abbreviazione di "voltamperometria" e deriva dai nomi delle unità di misura coinvolte in tale tecnica, cioè il volt (utilizzato per misurare la differenza di potenziale elettrico) e l'ampere (utilizzato per misurare l'intensità di corrente elettrica).^[1]

Apparecchiatura utilizzata

Rappresentazione di una cella a 3 elettrodi:
1) elettrodo di lavoro
2) elettrodo ausiliario
3) elettrodo di riferimento.

La cella elettrochimica utilizzata in voltammetria è costituita da due elettrodi (un elettrodo di lavoro e un elettrodo di riferimento) immersi in una soluzione elettrolitica, rappresentata dalla specie chimica da analizzare (ione o molecola) disciolta in un elettrolita di supporto inerte.^[1] Spesso è presente anche un terzo elettrodo, detto elettrodo ausiliario; in quest'ultimo caso il controelettrodo funge da elettrodo di riferimento.^[1]

L'elettrodo di lavoro può essere un elettrodo statico, un elettrodo rotante, un elettrodo a goccia di mercurio (DME) o un elettrodo a goccia pendente di mercurio (HDME).

In voltammetria vengono utilizzati elettrodi di lavoro aventi un'area superficiale molto piccola, determinando una quantità di materiale reagente all'elettrodo trascurabile e una densità di corrente elevata.^[1] In tale maniera il processo cineticamente controllante è quello che avviene all'elettrodo di lavoro.^[1]

Tecniche voltammometriche

Voltammetria a scansione lineare
Voltammetria a variazione graduale
Voltammetria ad onda quadra
Ciclovoltammetria - Metodo voltammometrico per la determinazione del coefficiente di diffusione e il potenziale di riduzione formale dell'analita.
Voltammetria di ridissoluzione anodica - Metodo analitico quantitativo per analisi di tracce.
Voltammetria di ridissoluzione catodica - Metodo analitico quantitativo per analisi di tracce.
Voltammetria di adsorbimento e ridissoluzione - Metodo analitico quantitativo per analisi di tracce.
Voltammetria a corrente alternata
Polarografia - sottoclasse della voltammetria dove l'elettrodo di lavoro è un elettrodo a goccia di mercurio,^[2] utile per il largo intervallo catodico coperto e la superficie rinnovabile.
Voltammetria ad elettrodo rotante - Tecnica idrodinamica utile per lo studio della cinetica e termodinamica delle semireazioni elettrochimiche.
Voltammetria ad impulsi tradizionale
Voltammetria ad impulsi differenziali
Cronoamperometria

Convenzioni

Nei voltammogrammi (che indicano l'intensità di corrente in funzione del potenziale) l'asse delle ascisse può essere rivolto verso sinistra (secondo la convenzione "americana" o "polarografica") o verso destra (secondo la convenzione "Europea"). La IUPAC adotta la convenzione europea.^[3]

Note

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Ullmann's.
^ Copia archiviata (PDF), su siba.unipv.it. URL consultato il 23 novembre 2010 (archiviato dall'url originale il 6 agosto 2010).
^ Zoski, p. 6.

Bibliografia

(EN) Cynthia G. Zoski, Handbook of Electrochemistry, Elsevier Science, 2007, ISBN 978-0-444-51958-0.
(EN) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, "Analytical Voltammetry and Polarography", Wiley-VCH, 2002.