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Voltammetrie und Polarograhie

Einleitung

Die Voltammetrie ist eine elektrochemische Analysemethode, die anhand einer Stromspannungskurve (Polarogramm) Aussagen über Art und Menge der in einer gelösten Analysenprobe enthaltenen Stoffe (Depolarisatoren) gibt. Die polarographische Messzelle, die aus einer polarisierbaren Arbeitselektrode, einer unpolarisierbaren Hilfselektrode und einer Elektrolytlösung aus indifferentem Leitelektrolyt (LE) und Depolarisator besteht, liefert Stromsignale, die als Funktion der Spannung registriert werden.

Handelt es sich bei der Elektrode um eine Quecksilberelektrode, so spricht man von Polarographie, werden Festelektroden oder stationäre Elektroden eingesetzt, von Voltammetrie.

Der Polarograph, die elektrische Apparatur zum Betreiben der Polarographie, beaufschlagt die Arbeitselektrode mit der Polarisationsspannung (Anregungssignal) und misst zugleich das Stromsignal (Antwortsignal) in Abhängigkeit von der polarisierenden Spannung. Die Polarisationsspannung kann beliebige Form besitzen. Sie kann eine in positiver oder negativer Richtung linear ansteigende Gleichspannung, aber ebensogut eine zyklische Spannungsform mit zunehmender Amplitude oder eine mit einer zyklischen Spannung konstanter Amplitude modulierte stetig anwachsende Gleichspannung sein.

In der Voltammetrie und Polarographie findet der Stofftransport in einer ruhenden Lösung ausschließlich durch Diffusion zur Arbeitselektrode statt, an der die interessierende elektrochemische Reaktion (Reduktion oder Oxidation des Depolarisators) stattfindet. Voltammetrie und Polarographie sind deshalb Grenzstrommethoden (Diffusionsgrenzstrom), denn durch den diffusionskontrollierten Antransport des Depolarisators kann pro Zeiteinheit nur eine konstante Stoffmenge an der Elektrodenreaktion teilnehmen und zur Signalbildung beitragen.

Es darf nicht unerwähnt bleiben, dass die Voltammetrie/Polarographie eine wichtige Methode für die elektrochemische Grundlagenforschung ist. Durch die elektrochemische Aktivität von einfachen und komplexen Kationen und Anionen, organischen Grundkörpern und kompliziert aufgebauten Naturstoffen ist die Voltammetrie/Polarographie für Stoffbestimmungen in der anorganisch-chemischen Industrie und Metallurgie, bei mineralogisch-geologischen Untersuchungen, in der biochemischen, klinischen und forensischen Analytik sowie der Pharmazie, Land- und Nahrungsgüterwirtschaft und nicht zuletzt im Umweltschutz und in der Reinstoffanalytik geeignet.

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