Voltammogramm

Um das Vorhandensein einer bestimmten Substanz in einer Flüssigkeit zu untersuchen, wird mit Hilfe eines Potentiostaten ein Potential an eine Elektrode in der Flüssigkeit angelegt. Dieses Potential wird linear um einen festen Wert pro Zeitspanne erhöht. Das Potential der Elektrode bringt die Substanz zur Reaktion. Das anfängliche kathodische (negative) Potential, bei dem keine Reaktion stattgefunden hat, wandelt sich in ein anodisches (positives) Potential. Die Elektrode beginnt, Elektronen von der Substanz in der Flüssigkeit zu sich zu ziehen. Die Kurve zeigt nun einen exponentiell ansteigenden Trend, d. h. mit steigendem Potential nimmt der Strom zu.

Nach Erreichen des so genannten Redoxpotentials flacht der anfängliche exponentielle Anstieg der Kurve ab. Ursache ist die abnehmende Stoffmenge vor der Elektrode, die ebenfalls zu einem Elektronenmangel führt, bis schließlich keine Elektronen mehr zum Anziehen vorhanden sind. Die Kurve ist an ihrem höchsten Punkt angelangt.

Das Potential wird weiterhin in Richtung anodischer (positiver) Potentiale erhöht. Trotzdem nimmt der Strom ab, weil immer weniger Substanz zum Sammeln übrig bleibt. Durch Diffusion wird der Stoff zur Elektrode transportiert. Alle Stoffe, die die Elektrode erreichen, werden sofort umgewandelt. Ein weiterer Anstieg des Potentials führt nicht zu einem Anstieg des Stroms. Der Strom wird durch die Diffusion neuer Stoffe zur Elektrode hin begrenzt.

Es gibt keinen Grund, das Potential weiter zu erhöhen. Bei der zyklischen Voltammetrie fällt das Potential wieder linear ab. Dieser Potentialabfall verursacht die untere Kurve, die genau den gleichen Gradienten wie die obere Kurve des Voltammogramms zeigt, dann aber umgekehrt. Die Substanz, die während des anodischen Anstiegs umgewandelt wurde, wird nun wieder reduziert (nimmt Elektronen auf).