Méthodes électro-analytiques

La potentiométrie mesure passivement le potentiel d'une solution entre deux électrodes, affectant très peu la solution durant le processus. L'une des électrodes est appelée électrode de référence et possède un potentiel constant, tandis que l'autre électrode est une électrode indicatrice dont le potentiel change avec la composition de l'échantillon. Par conséquent, la différence de potentiel entre les deux électrodes donne une idée de la composition de l'échantillon. En effet, puisque la mesure potentiométrique est une mesure non destructive, et en supposant que l'électrode est en équilibre avec la solution, nous mesurons le potentiel de la solution. La potentiométrie utilise généralement des électrodes indicatrices, rendues sélectivement sensibles à l'ion d'intérêt, comme le fluorure dans les électrodes sélectives au fluorure, de manière que le potentiel dépende uniquement de l' activité de cet ion d'intérêt. Le temps nécessaire à l'électrode pour établir un équilibre avec la solution affectera la sensibilité ou la précision de la mesure. Dans les milieux aquatiques, le platine est souvent utilisé en raison de sa cinétique de transfert d'électrons élevée[5], bien qu'une électrode composée de plusieurs métaux puisse être utilisée afin d'améliorer la cinétique de transfert d'électrons[6]. L'électrode potentiométrique la plus courante est de loin l'électrode à membrane de verre utilisée dans un pH-mètre .

Une variante de la potentiométrie est la chronopotentiométrie, méthode qui consiste à utiliser un courant constant et à mesurer le potentiel en fonction du temps. Il a été initié par Weber[7].

La coulométrie utilise un courant ou un potentiel appliqué pour convertir complètement un analyte d'un état d'oxydation à un autre. Dans ces expériences, le courant total échangé est mesuré, de manière direct ou indirect, afin de déterminer le nombre d' électrons échangés. Connaître le nombre d'électrons transférés peut indiquer la concentration de l'analyte ou inversement, lorsque la concentration est connue, cela permet de connaître le nombre d'électrons transférés lors de la réaction redox. Les formes courantes de coulométrie comprennent l' électrolyse en masse, également connue sous le nom de coulométrie potentiostatique ou coulométrie à potentiel contrôlé, ainsi qu'une variété de titrages coulométriques.

La voltamétrie applique un potentiel constant et/ou variable à la surface d'une électrode et mesure le courant résultant avec un système à trois électrodes. Cette méthode peut révéler le potentiel de réduction d'un analyte et sa réactivité électrochimique . Cette méthode, en pratique, est non destructive puisque seule une très petite quantité de l'analyte est consommée à la surface bidimensionnelle des électrodes de travail et auxiliaires . En pratique, la solution d'analytes est généralement jetée, en effet il est difficile de séparer l'analyte de l' électrolyse en masse, et l'expérience nécessite une très petite quantité d'analytes. Une expérience normale peut impliquer une solution de 1 à 10 ml avec une concentration en analytes comprise entre 1 et 10 mmol/L. Des électrodes chimiquement modifiées sont employées pour l'analyse d'échantillons organiques et inorganiques.