Polarographie - Principes d'application et mise en œuvre des techniques polarographiques

Les techniques polarographiques couvrent un large domaine d'applications en analyse et peuvent être utilisées en particulier dans les domaines de l'environnement, de l'analyse de l'eau et des eaux résiduaires, de l'industrie pharmaceutique, alimentaire, cosmétique, pétrolière et nucléaire, de la galvanoplastie, de l'analyse des fluides biologiques et de l'industrie des plastiques et des polymères. Elles sont appliquées à l'analyse de constituants principaux et à l'analyse de traces et d'ultratraces. Elles concernent l'analyse en solution de métaux, de molécules inorganiques, organométalliques ou organiques ou des molécules d'intérêt biologique et biochimique. Elles permettent des analyses multiélémentaires et sont non destructives des solutions analysées puisque les quantités de solutés impliqués dans les mesures polarographiques sont négligeables par rapport aux quantités en solution, permettant ainsi des mesures répétitives sur une même solution. Elles nécessitent quelques millilitres à une cinquantaine de millilitres de solution selon la taille de la cellule électrochimique utilisée et peuvent être appliquées, soit directement sur l'échantillon lorsque c'est une solution, avec éventuellement une adaptation de ses conditions chimiques (ajout d'un électrolyte support, modification du pH, ajout d'un complexant) ou un ajustement des concentrations avec une étape de dilution, soit après une étape de prétraitement de l'échantillon (filtration, extraction, digestion, oxydation, solubilisation, dissolution, purification) pour des matrices complexes ou solides comme c'est le cas pour de nombreuses autres méthodes d'analyse.

En pratique, il résulte de l'application des méthodes d'analyse polarographiques la mesure d'un courant ou parfois d'une quantité de charges, à un potentiel caractéristique de l'analyte, proportionnel à sa concentration en solution. Pour les analyses quantitatives, on procède, soit à l'établissement d'une droite d'étalonnage à partir de concentrations connues du soluté à laquelle on se reporte pour la détermination d'une concentration inconnue, soit pour éviter des erreurs de mesures dues aux effets de matrices, à la méthode des ajouts dosés, en effectuant des ajouts de concentrations connues dans la solution contenant le ou les solutés à analyser.

Les différentes techniques polarographiques couramment utilisées seront décrites dans cette seconde partie du fascicule en présentant le principe de leurs mises en œuvre, leurs performances (limite de détection, précision, répétabilité des mesures, sélectivité et pouvoir séparateur) et les applications qui les concernent illustrées de quelques exemples pratiques. Ainsi seront abordées la polarographie classique et les techniques de polarographie impulsionnelle qui utilisent une électrode à goutte de mercure tombante (DME ou SMDE) et qui sont adaptées au domaine de concentration allant des centaines de mg · L^–1 à la centaine de μg · L^–1. Pour les analyses de traces et d'ultratraces, les méthodes de redissolution anodique et cathodique utilisant une électrode de mercure statique (HMDE, TFME) seront également présentées. La polarographie à tension alternative surimposée n'est plus beaucoup utilisée et tous les appareillages récents ne la proposent pas dans les méthodes disponibles. Cette méthode polarographique ne sera donc pas abordée dans cet article ; pour plus d'information, consulter les références  .