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2025-03-03T10:04:31Z

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Die '''Voltammetrie''' ist eine Sammelbezeichnung für verschiedene [[Elektroanalytik|elektroanalytisch]]e Methoden zur [[qualitative Analyse|qualitativen]] und [[quantitative Analyse|quantitativen Analyse]] einer [[Analysenprobe|Probe]], mit der man die chemische Zusammensetzung von [[Stoffgemisch]]en anhand des [[Elektrische Spannung|spannung]]s<nowiki></nowiki>abhängigen [[Elektrischer Strom|Strom]]<nowiki></nowiki>verlaufs bestimmen kann, sowie zur Aufklärung von [[Chemische Reaktion|Reaktionsmechanismen]].

Das Wort Voltammetrie ist ein Kunstwort aus '''[[Volt]]'''- und [[Amperometrie|'''Am'''pero'''metrie''']] und zeigt auf, dass die Grundlage der Voltammetrie [[Strom-Spannungs-Kurve]]n sind. Bei der Messung der [[Elektrische Stromstärke|Stromstärke]] zwischen zwei [[Festkörper]][[elektrode]]n wird die Spannung mit der Zeit variiert. (Im Gegensatz dazu wird bei der [[Voltametrie]] (mit einem „m“) die Spannung ''U'' gemessen.)

Dieses Verfahren ist eine Form der [[Elektrolyse]] in Flüssigkeiten oder Gasen, bei der man findet, dass spezielle chemische Bestandteile besonders bei einer ihnen typischen [[Elektrische Spannung|Spannung]] durch die sich bildende Stoffverteilung beschleunigt werden. Die [[Durchtrittsreaktion]] führt zu einem plötzlichen Stromanstieg, wenn das [[Elektrisches Feld|elektrische Feld]] ausreicht, um die [[Molekül]]e, [[Atom]]e oder [[Ion]]en innerhalb der [[Doppelschicht]] zu [[oxidieren]] oder zu [[Reduktion (Chemie)|reduzieren]]. Kennzeichen dieser Reaktion ist ein Durchtritt von [[Elektron]]en durch die [[Grenzfläche]] zwischen [[Elektronenleiter]] und [[Elektrolyt]].

Die Auswertung von Strom-Spannungs-Kurven ist in der [[Galvanotechnik]], vor allem bei der [[Alkalische Lösung|alkalisch]]en [[Verzinkung]] und [[Säure|sauren]] [[Verkupferung]], eine bevorzugte Methode zur Bewertung der [[Metallabscheidung|Abscheidung]]s<nowiki></nowiki>bedingungen. Hier werden nicht nur – wie oben dargelegt – einzelne Abschnitte ausgewertet, sondern die gesamte Kurve als [[Summenparameter]].

== Invers-Voltammetrie / Stripping-Voltammetrie ==
Bei dieser Form der Voltammetrie wird vor dem [[Elektrisches Potential|Potential]]<nowiki></nowiki>scan ein Anreicherungsschritt durchgeführt. Ziel ist es, durch Abscheidung des [[Analyt]]en an der [[Arbeitselektrode]] größere voltammetrische Signale zu erhalten, um quantitative Bestimmungen im Ultraspurenbereich zu ermöglichen. Dafür gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Durch [[Elektrolyse]] können [[Metallion]]en zum [[Metall]] reduziert und als hauchdünne Schicht an der Arbeitselektrode abgeschieden werden. Im Falle von [[Quecksilber]] als Elektrodenmaterial (hängender Tropfen oder Film) wird dabei meist eine [[Legierung]] gebildet. Das Metall [[Lösung (Chemie)|löst sich]] im flüssigen Quecksilber. Insbesondere Metall[[komplexverbindung]]en und [[Organische Chemie|organisch]]e Analyten lassen sich durch [[Adsorption]] an der Arbeitselektrode ablagern. Die Voranreicherung des Analyten bewirkt eine Absenkung der [[Bestimmungsgrenze]] um den Faktor 1000.

'''Beispiel:'''<br />
[[Cadmium]][[ion]]en werden im Anreicherungsschritt an einer [[Quecksilber]]<nowiki></nowiki>elektrode abgeschieden:

:<math>\mathrm{Cd^{2+} + 2\ e^- \longrightarrow Cd}</math>

In Umkehrung, dem ''Stripping'', wird das abgeschiedene Cadmium [[Anode|anodisch]] wieder oxidiert:

:<math>\mathrm{Cd \longrightarrow Cd^{2+} + 2\ e^-}</math>

Hierbei wird die Strom-Spannungs-Kurve aufgenommen, wobei bei [[Linearität|linear]] veränderlicher Spannung Spitzenströme auftreten, die registriert werden. Über das aufgenommene Diagramm lassen sich Aussagen über die ursprüngliche [[Konzentration (Chemie)|Konzentration]] des Metallions in der Lösung machen, wenn man zuvor [[Eichung|Eich]]<nowiki></nowiki>kurven erstellt hat.

Man kann beim umgekehrten Vorgang auch andere Bestimmungsverfahren anwenden, z. B. die [[Coulometrie]], wobei in diesem Fall über die ermittelte [[Elektrische Ladung|Ladung]] die [[Masse (Physik)|Masse]] des zuvor abgeschiedenen Stoffes berechnet werden kann.

Liegen mehrere Metallionen in der Lösung vor, so entstehen bei der anodischen Wiederauflösung mehrere Strom[[peak|spitze]]n, die man entsprechend zuvor erstellter Eichkurven den unterschiedlichen Metallionen zuordnen kann.

== Siehe auch ==
* [[Polarografie]]
* [[Konduktometrie]]
* [[Elektrochemie]]
* [[Redoxreaktion]]
* [[Freie Energie]]
* [[Cyclovoltammetrie]]

==Literatur ==
* Rolf Neeb: '' Inverse Polarographie und Voltammetrie,'' Angew. Chem., 74. Jahrg. 1962, S. 203

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[[Kategorie:Elektrochemie]]
[[Kategorie:Chemisches Analyseverfahren]]
[[Kategorie:Alessandro Volta als Namensgeber]]
[[Kategorie:Elektroanalytik]]

Voltammetrie - Versionsgeschichte

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