Elektroanalytik

Elektroanalytik bezeichnet die Gruppe analytischer Methoden, die elektrische Größen (Potential, Strom, Ladung, Leitfähigkeit) messen, um die Konzentration und Eigenschaften von chemischen Substanzen zu bestimmen. Sie beruht auf elektrochemischen Prozessen an Elektrodenoberflächen und umfasst Verfahren wie Potentiometrie (Ionenselektive Elektroden), Amperometrie, Voltammetrie (z. B. zyklische Voltammetrie, Differentialpulsvoltammetrie, Stripping-Voltammetrie), Coulometrie und Leitfähigkeitsmessungen.

Typische Messanordnungen verwenden eine Arbeitselektrode, eine Referenzelektrode und eine Gegenelektrode; als Elektrodenmaterialien dienen Platin, Gold, Glas/Kohlenstoff oder modifizierte Oberflächen für erhöhte Selektivität. Zur Probenvorbereitung gehören pH-Kontrolle, Zugabe eines Trägerelektrolyten und gegebenenfalls Entfernung gelöster Gase. Kalibrierung, häufig mittels Standardaddition, ist wichtig, um Matrixeffekte und Interferenzen zu kompensieren.

Anwendungsgebiete sind Umweltanalytik (Spurenmetalle, Schadstoffe), klinische Diagnostik (Glukosesensoren), Lebensmittelkontrolle, Prozessüberwachung und Grundlagenforschung in der Elektrochemie. Vorteile der Elektroanalytik sind hohe Empfindlichkeit, schnelle Messzeiten, geringe Probengrößen und gute Eignung für Miniaturisierung und Online-Überwachung. Einschränkungen entstehen durch Elektrodenverschmutzung, selektivitätsbedingte Interferenzen, benötigte Kalibrierung und manchmal aufwendige Probenbehandlung.

Aktuelle Entwicklungen betreffen nanoskalige Elektroden, biosensorische Modifikationen, autonome Messsysteme und Kombinationen mit Mikrofluidik und spektroskopischen Methoden zur Verbesserung von Selektivität und Ortsauflösung. Standardisierte Methoden und sorgfältige Validierung sind für verlässliche Ergebnisse entscheidend.