Elektroanalyysissä

Elektroanalyysi on analyyttisen kemian ala, jossa analysoitavan aineen pitoisuus tai ominaisuudet määritetään mittaamalla sähköisiä ilmiöitä, joita syntyy redoxreaktioiden yhteydessä elektrodiympäristössä. Perusperiaate on, että elektronien siirto redoxparien välillä aiheuttaa sähköistä virtaa, jännitteitä tai impedanssia, jotka voidaan kvantifioida Faradayn lakien puitteissa. Elektroanalyysiin liittyy usein kolmen elektrodin järjestelmä: työelektrodi, referenssielektrodi ja vastaelektrodi, joiden avulla potentiaali ja mittaustulos voidaan kontrolloida ja toistaa.

Päätekniikat ja -laitteet kattavat muun muassa voltmetriaan liittyvät menetelmät, amperometriaa sekä coulometria. Voltammetriassa potentiaalia säädetään ja mitataan syntyvä virta, mikä antaa tietoa analyytin redoxreaktioista ja sen pitoisuudesta. Amperometria mittaa virran tietyllä valitulla potentiaalilla ja on suora kvantitatiivinen mittausmenetelmä. Coulometria perustuu kokonaisvarauksen määrän mittaamiseen reaktiolle. Elektroimpedanssianalyysi (EIS) tutkii järjestelmän impedanssia useilla taajuuksilla ja paljastaa sähköistä käyttäytymistä, kuten diffuusiota ja interfacial-ilmiöitä.

Sovelluksia on laaja kirjo: ympäristö- ja vesien laadun monitorointi, kliininen analyysi, elintarvike- ja lääkeainevalvonta sekä energiateknologia (esim. akut ja sensorit). Elektroanalyysin etuja ovat pienet näytöt, nopea vasteaika ja mahdollisuus miniatyrisointiin sekä in situ -mittauksiin. Haasteita ovat elektroditen fouling, matriittivaikutukset ja kalibrointi, sekä referenssielektrodin vakauden varmistaminen.