ในเคมีไฟฟ้าการวัดศักย์ไฟฟ้าแบบวัฏจักร ( CV ) เป็นวิธีการวัดศักย์ไฟฟ้า ชนิดหนึ่ง โดย ศักย์ ไฟฟ้า ของอิเล็กโทรดทำงานจะเพิ่มขึ้นอย่างเป็นเส้นตรงเมื่อเทียบกับเวลา แตกต่างจาก การ วัดศักย์ไฟฟ้าแบบกวาดเชิงเส้น (Linear sweep voltammetry ) ตรงที่หลังจากถึงศักย์ไฟฟ้าที่ตั้งไว้แล้ว ในการทดลอง CV ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดทำงาน จะเพิ่มขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อกลับไปยังศักย์ไฟฟ้าเริ่มต้น วัฏจักร ของศักย์ไฟฟ้านี้จะถูกทำซ้ำจนกว่ากราฟศักย์ไฟฟ้าจะถึง สภาวะคงที่แบบวัฏจักร กระแสไฟฟ้าที่อิเล็กโทรดทำงานจะถูกพล็อตเทียบกับแรงดันไฟฟ้าที่อิเล็กโทรดทำงานเพื่อให้ได้กราฟศักย์ไฟฟ้าแบบวัฏจักร (ดูรูปที่ 1) โดยทั่วไป การวัดศักย์ไฟฟ้าแบบวัฏจักรจะใช้ในการศึกษาคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของสารวิเคราะห์ในสารละลาย^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 1 ]}หรือของโมเลกุลที่ถูกดูดซับบนอิเล็กโทรด และเพื่อหาปริมาณพื้นที่ผิวทางเคมีไฟฟ้าของตัวเร่งปฏิกิริยาในเซลล์ทางเคมีไฟฟ้า

ในการวิเคราะห์ด้วยวิธีไซคลิกโวลแทมเมทรี (CV) ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดจะถูกปรับเปลี่ยนอย่างเป็นเส้นตรงตามเวลาในแต่ละรอบ อัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าในแต่ละรอบเรียกว่าอัตราการสแกน (V/s) ในเซลล์สามอิเล็กโทรดมาตรฐาน จะวัดศักย์ไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดทำงานและอิเล็กโทรดอ้างอิง ในขณะที่วัดกระแสไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดทำงานและอิเล็กโทรดเคาน์เตอร์ ข้อมูลเหล่านี้จะถูกพล็อตเป็นความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า ( j , mA/cm² ⁾เทียบกับศักย์ไฟฟ้า (โดยทั่วไปจะปรับแก้ค่า ความต้านทาน โอห์มิก/ความต้านทานไออาร์ ) ( E , V) ในระหว่างการสแกนไปข้างหน้าครั้งแรกจาก t₀ _ถึง t₁ _จะมีการใช้ศักย์ไฟฟ้าที่ทำให้เกิดออกซิเดชัน (บวก) มากขึ้น และกระแสไฟฟ้าแอโนด (บวก) จะเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาดังกล่าวเนื่องจากการประจุของชั้นไฟฟ้าคู่กระแสไฟฟ้าแอโนด (บวก) ที่พุ่งสูงขึ้นระหว่าง t₀ _และ t₁ _เกิดจากการออกซิเดชันของสารวิเคราะห์ในสารละลายเมื่อถึงศักย์ไฟฟ้าที่ถูกต้อง กระแสไฟฟ้าจะลดลงหลังจากพุ่งสูงขึ้นในช่วงแรก เนื่องจากความเข้มข้นของสารวิเคราะห์ที่สามารถออกซิไดซ์ได้ลดลงใกล้กับพื้นผิวของอิเล็กโทรดทำงาน อันเนื่องมาจากข้อจำกัด ในการขนส่งมวลสาร

กราฟมักมีรูปร่างคล้าย "เป็ด" การเปรียบเทียบส่วนต่างๆ ของกราฟการออกซิเดชันและการรีดักชันช่วยให้สามารถกำหนดพารามิเตอร์ทางเคมีไฟฟ้าได้หลายอย่าง ตัวอย่างเช่น หากคู่รีดอกซ์สามารถย้อนกลับได้ ในระหว่างการสแกนย้อนกลับ (จาก t ₁ถึง t ₂ ) สารวิเคราะห์ที่ถูกออกซิไดซ์จะเริ่มถูกรีดิวซ์อีกครั้ง ทำให้เกิดกระแสแคโทดที่มีขั้วตรงข้าม ยิ่งคู่รีดอกซ์สามารถย้อนกลับได้มากเท่าใด รูปร่างของยอดออกซิเดชันก็จะยิ่งคล้ายกับยอดรีดักชันมากขึ้นเท่านั้น ความแตกต่างของศักยภาพระหว่างเมื่อวัดกระแสสูงสุดในสองทิศทางคือศักยภาพรีดอกซ์^{[ 1 ] [ 5 ]}

หากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่ผิวอิเล็กโทรดทำงานเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและกระแสไฟฟ้าถูกจำกัดโดยการแพร่ของสารวิเคราะห์ไปยังผิวอิเล็กโทรดกระแส ไฟฟ้าสูงสุด จะแปรผันตรงกับรากที่สองของอัตราการสแกน ความสัมพันธ์นี้อธิบายได้ด้วยสมการ Randles–Sevcikในสถานการณ์นี้ การทดลอง CV จะเก็บตัวอย่างเพียงส่วนเล็ก ๆ ของสารละลายเท่านั้น นั่นคือชั้นการแพร่ที่ผิวอิเล็กโทรด

ประโยชน์ของการวิเคราะห์ด้วยวิธีไซคลิกโวลแทมเมทรีนั้นขึ้นอยู่กับสารที่ต้องการศึกษาเป็นอย่างมาก สารที่ต้องการศึกษาจะต้องมีปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันภายในช่วงศักย์ไฟฟ้าที่ต้องการสแกน

โดยทั่วไป สารวิเคราะห์จะแสดงคลื่น CV ที่ผันกลับได้ (ดังที่แสดงในรูปที่ 1) ซึ่งสังเกตได้เมื่อสามารถกู้คืนสารวิเคราะห์เริ่มต้นทั้งหมดได้หลังจากการสแกนไปข้างหน้าและย้อนกลับหนึ่งรอบ แม้ว่าคู่คลื่นที่ผันกลับได้เหล่านี้จะวิเคราะห์ได้ง่ายกว่า แต่ก็มีข้อมูลน้อยกว่ารูปคลื่นที่ซับซ้อนกว่า

รูปคลื่นของคู่ควบที่ผันกลับได้นั้นมีความซับซ้อนเนื่องจากผลรวมของโพลาไรเซชันและการแพร่กระจาย ความแตกต่างระหว่างศักย์สูงสุดสองค่า (E _p ), ΔE _p , เป็นสิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษ

Δ E _p = E _pa - E _pc > 0

ความแตกต่างนี้ส่วนใหญ่เกิดจากผลกระทบของอัตราการแพร่ของสารวิเคราะห์ ในกรณีอุดมคติของคู่ 1e- ที่ผันกลับได้ (เช่น แบบเนิร์นสต์) Δ E _pคือ 57 mV และความกว้างครึ่งสูงสุดของยอดการสแกนไปข้างหน้าคือ 59 mV ค่าทั่วไปที่สังเกตได้จากการทดลองนั้นมากกว่า โดยมักจะเข้าใกล้ 70 หรือ 80 mV รูปคลื่นยังได้รับผลกระทบจากอัตราการถ่ายโอนอิเล็กตรอน ซึ่งมักจะกล่าวถึงว่าเป็นอุปสรรคการกระตุ้นสำหรับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนคำอธิบายทางทฤษฎีของศักย์เกินโพลาไรเซชันนั้นอธิบายได้บางส่วนโดยสมการ Butler–Volmerและสมการ Cottrellในระบบอุดมคติ ความสัมพันธ์จะลดลงเหลือสำหรับกระบวนการอิเล็กตรอนn ตัว^{[ 3 ]}${\displaystyle E_{pa}-E_{pc}={\frac {56.5{\text{ mV}}}{n}}}$

เมื่อพิจารณาเฉพาะคู่กระแสที่ผันกลับได้ จะมีลักษณะเฉพาะคือi _pa / i _pc = 1

เมื่อตรวจพบยอดคลื่นผันกลับได้ข้อมูลทางเทอร์โมไดนามิกในรูปของศักย์ครึ่งเซลล์ E ⁰ _1/2สามารถกำหนดได้ เมื่อคลื่นผันกลับได้บางส่วน ( i _pa / i _pcใกล้เคียงแต่ไม่เท่ากับ 1) อาจสามารถกำหนดข้อมูลที่เฉพาะเจาะจงยิ่งขึ้นได้ (ดูกลไกปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า )

ค่าสูงสุดในปัจจุบันสำหรับการออกซิเดชันและการรีดักชันนั้นขึ้นอยู่กับอัตราการสแกน ดังแสดงในรูป

เพื่อศึกษาลักษณะของกลไกปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า การวิเคราะห์กำลังไฟฟ้าตามวิธีการต่อไปนี้จึงเป็นประโยชน์

${\displaystyle j_{max}^{\;ox,read}=j_{0}+A\cdot {\bigg (}{\frac {scan\,rate}{mV/s}}{\bigg )}^{x}}$

การปรับให้เข้ากับข้อมูลในรูปแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างกระแสสูงสุดกับรากที่สองของอัตราการสแกน เมื่อเงื่อนไขเพิ่มเติม เป็นไปตามที่กำหนด ${\displaystyle x=0.5}$${\displaystyle \mathrm {j_{0}<A} }$

สิ่งนี้จึงนำไปสู่สมการที่เรียกว่า Randles–Sevcikและขั้นตอนที่กำหนดอัตราของ ปฏิกิริยา ออกซิเดชัน-รีดักชัน ทางไฟฟ้าเคมีนี้ สามารถกำหนดให้เป็นการแพร่กระจายได้

กระบวนการรีดอกซ์จำนวนมากที่สังเกตโดย CV นั้นเป็นแบบกึ่งผันกลับได้หรือผันกลับไม่ได้ ในกรณีเช่นนี้ ศักยภาพทางเทอร์โมไดนามิก E ⁰ _1/2มักจะถูกอนุมานโดยการจำลอง ความไม่สามารถผันกลับได้นั้นแสดงโดย i _pa /i _pc ≠ 1 การเบี่ยงเบนจากค่าหนึ่งนั้นเกิดจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นภายหลังซึ่งถูกกระตุ้นโดยการถ่ายโอนอิเล็กตรอน กระบวนการ EC ดังกล่าวอาจมีความซับซ้อน เกี่ยวข้องกับการไอโซเมอไรเซชัน การแตกตัว การรวมกลุ่ม ฯลฯ^{[ 6 ] [ 7 ]}

สารที่ถูกดูดซับจะให้การตอบสนองทางโวลแทมเมตริกอย่างง่าย: ในอุดมคติ ที่อัตราการสแกนช้า จะไม่มีการแยกยอด ความกว้างของยอดคือ 90 mV สำหรับคู่รีดอกซ์หนึ่งอิเล็กตรอน และกระแสยอดและพื้นที่ยอดจะเป็นสัดส่วนกับอัตราการสแกน (การสังเกตว่ากระแสยอดเป็นสัดส่วนกับอัตราการสแกนพิสูจน์ได้ว่าสารรีดอกซ์ที่ให้ยอดนั้นถูกตรึงไว้จริง) ^{[ 2 ]}ผลของการเพิ่มอัตราการสแกนสามารถใช้ในการวัดอัตราการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่ส่วนต่อประสานและ/หรืออัตราของปฏิกิริยาที่เป็นการถ่ายโอนคู่ เทคนิคนี้มีประโยชน์ในการศึกษาโปรตีนรีดอกซ์ ซึ่งบางชนิดดูดซับบนวัสดุอิเล็กโทรดต่างๆ ได้ง่าย แต่ทฤษฎีสำหรับโมเลกุลรีดอกซ์ทางชีวภาพและไม่ใช่ชีวภาพนั้นเหมือนกัน (ดูหน้าเกี่ยวกับโวลแทมเมตริกฟิล์มโปรตีน )

การทดลอง CV ดำเนินการกับสารละลายในเซลล์ที่มีอิเล็กโทรด สารละลายประกอบด้วยตัวทำละลายซึ่งมีอิเล็กโทรไลต์และสารที่ต้องการศึกษาละลายอยู่^{[ 8 ]}

การทดลอง CV มาตรฐานจะใช้เซลล์ที่มีอิเล็กโทรดสามตัว ได้แก่ อิเล็กโทรดอ้างอิงอิเล็กโทรดทำงานและอิเล็กโทรดเคาน์เตอร์บางครั้งเรียกการจัดเรียงแบบนี้ว่าการตั้งค่าแบบสามอิเล็กโทรดโดย ปกติจะเติม อิเล็กโทรไลต์ลงในสารละลายตัวอย่างเพื่อให้แน่ใจว่ามีการนำไฟฟ้าเพียงพอ ตัวทำละลาย อิเล็กโทรไลต์ และองค์ประกอบของวัสดุของอิเล็กโทรดทำงานจะเป็นตัวกำหนดช่วงศักย์ไฟฟ้าที่สามารถเข้าถึงได้ในระหว่างการทดลอง

ในระหว่างการวิเคราะห์ด้วยวิธีไซคลิกโวลแทมเมทรี อิเล็กโทรดจะอยู่นิ่งและอยู่ในสารละลายที่ไม่ถูกกวน วิธีการใช้สารละลายแบบ "นิ่ง" นี้ทำให้เกิดพีคที่ควบคุมโดยการแพร่กระจายซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของไซคลิกโวลแทมเมทรี วิธีนี้ยังช่วยให้สารวิเคราะห์ บางส่วน ยังคงอยู่หลังจากเกิดการรีดิวซ์หรือออกซิเดชัน เพื่อให้สามารถแสดงกิจกรรมรีดอกซ์เพิ่มเติมได้ การกวนสารละลายระหว่างการวิเคราะห์ไซคลิกโวลแทมเมทรีแต่ละครั้งมีความสำคัญเพื่อให้พื้นผิวอิเล็กโทรดได้รับสารวิเคราะห์ใหม่สำหรับการทดลองแต่ละครั้ง ความสามารถในการละลายของสารวิเคราะห์สามารถเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามประจุโดยรวม ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่สารวิเคราะห์ที่ถูกรีดิวซ์หรือออกซิไดซ์จะตกตะกอนลงบนอิเล็กโทรด การตกตะกอนของสารวิเคราะห์นี้สามารถเป็นฉนวนต่อพื้นผิวอิเล็กโทรด แสดงกิจกรรมรีดอกซ์ของตัวเองในการสแกนครั้งต่อไป หรือเปลี่ยนแปลงพื้นผิวอิเล็กโทรดในลักษณะที่ส่งผลต่อการวัดค่า CV ด้วยเหตุนี้จึงมักจำเป็นต้องทำความสะอาดอิเล็กโทรดระหว่างการสแกนแต่ละครั้ง

วัสดุที่ใช้ทำอิเล็กโทรดทำงานทั่วไป ได้แก่คาร์บอนแก้วแพลทินัมและทองคำโดยทั่วไปอิเล็กโทรดเหล่านี้จะถูกหุ้มด้วยแท่งฉนวนเฉื่อยที่มีแผ่นดิสก์เปิดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง อิเล็กโทรดทำงานทั่วไปจะมีรัศมีอยู่ในช่วงประมาณ 1 มิลลิเมตร การมีพื้นที่ผิวที่ควบคุมได้และรูปร่างที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตีความผลลัพธ์ของการวิเคราะห์โวลแทมเมตรีแบบวัฏจักร

ในการทำการทดลองโวลแทมเมตรีแบบวัฏจักรที่อัตราการสแกนสูงมากนั้น อิเล็กโทรดทำงานแบบปกติไม่เพียงพอ อัตราการสแกนสูงจะสร้างยอดที่มีกระแสไฟฟ้าสูงและความต้านทานเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้เกิดการบิดเบือนอิเล็กโทรดขนาดเล็กพิเศษสามารถช่วยลดกระแสไฟฟ้าและความต้านทานได้

ขั้วไฟฟ้าเคาน์เตอร์ หรือที่เรียกว่าขั้วไฟฟ้าเสริมหรือขั้วไฟฟ้าที่สอง สามารถทำจากวัสดุใดก็ได้ที่นำไฟฟ้าได้ง่าย ไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายโดยรวม และมีพื้นที่ผิวมากกว่าขั้วไฟฟ้าทำงานมาก วัสดุที่นิยมใช้คือแพลทินัมและกราไฟต์ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ผิวของขั้วไฟฟ้าเคาน์เตอร์นั้นไม่สำคัญ ตราบใดที่มันยังคงนำไฟฟ้าได้ดี เพื่อรักษากระแสไฟฟ้าที่สังเกตได้ ขั้วไฟฟ้าเคาน์เตอร์มักจะทำปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือรีดักชันกับตัวทำละลายหรืออิเล็กโทรไลต์โดยรวม

CV สามารถดำเนินการได้โดยใช้สารละลายหลากหลายชนิด การเลือกตัวทำละลายสำหรับโวลแทมเมตรีแบบวงจรต้องคำนึงถึงข้อกำหนดหลายประการ^{[ 1 ]}ตัวทำละลายต้องละลายสารวิเคราะห์และอิเล็กโทรไลต์ที่รองรับที่มีความเข้มข้นสูง นอกจากนี้ยังต้องมีความเสถียรในช่วงศักย์ไฟฟ้าของการทดลองเมื่อเทียบกับอิเล็กโทรดทำงาน ต้องไม่ทำปฏิกิริยากับสารวิเคราะห์หรืออิเล็กโทรไลต์ที่รองรับ และต้องบริสุทธิ์เพื่อป้องกันการรบกวน

อิเล็กโทรไลต์ช่วยให้การนำไฟฟ้าดีและลด การลดลง ของ iR ให้น้อยที่สุด เพื่อให้ศักยภาพที่บันทึกไว้สอดคล้องกับศักยภาพจริง สำหรับสารละลายในน้ำ มีอิเล็กโทรไลต์หลายชนิดให้เลือกใช้ แต่โดยทั่วไปจะเป็นเกลือโลหะอัลคาไลของเปอร์คลอเรตและไนเตรต ในตัวทำละลายที่ไม่ใช่น้ำ ช่วงของอิเล็กโทรไลต์จะจำกัดมากขึ้น และตัวเลือกที่นิยมคือ เตตระบิวทิลแอมโมเนียม เฮกซาฟลูออโรฟอสเฟต^{[ 9 ]}

เทคนิคโพเทนซิโอไดนามิกยังมีอยู่ซึ่งเพิ่มการรบกวนกระแสสลับที่มีแอมพลิจูดต่ำลงในศักยภาพแบบค่อยเป็นค่อยไปและวัดการตอบสนองที่แปรผันได้ในความถี่เดียว (โวลแทมเมตรีกระแสสลับ) หรือในหลายความถี่พร้อมกัน (สเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์ทางเคมีไฟฟ้าแบบโพเทนซิโอไดนามิก) ^{[ 10 ]}การตอบสนองในกระแสสลับเป็นแบบสองมิติ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยทั้งแอมพลิจูดและเฟสข้อมูลเหล่านี้สามารถนำมาวิเคราะห์เพื่อหาข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการทางเคมีต่างๆ (การถ่ายโอนประจุ การแพร่ การชาร์จชั้นคู่ ฯลฯ) การวิเคราะห์ การตอบสนองความถี่ช่วยให้สามารถตรวจสอบกระบวนการต่างๆ ที่มีส่วนทำให้เกิดการตอบสนองกระแสสลับแบบโพเทนซิโอไดนามิกของระบบทางเคมีไฟฟ้าได้พร้อมกัน

ถึงแม้ว่าโวลแทมเมทรีแบบวัฏจักรจะไม่ใช่โวลแทมเมทรีแบบไฮโดรไดนามิกแต่ก็เป็นวิธีการทางเคมีไฟฟ้าที่มีประโยชน์ ในกรณีดังกล่าว การไหลจะเกิดขึ้นที่พื้นผิวของอิเล็กโทรดโดยการกวนสารละลาย การปั๊มสารละลาย หรือการหมุนอิเล็กโทรด เช่นเดียวกับอิเล็กโทรดแบบจานหมุนและอิเล็กโทรดแบบวงแหวน-จานหมุน เทคนิคเหล่านี้มุ่งเป้าไปที่สภาวะคงที่และสร้างรูปคลื่นที่ดูเหมือนกันเมื่อสแกนไปในทิศทางบวกหรือลบ จึงจำกัดการใช้งานไว้ที่ โวลแท ม เมทรีแบบกวาดเชิงเส้น

โวลแทมเมตรีแบบวัฏจักร (CV) ได้กลายเป็นเทคนิคการวิเคราะห์ทางไฟฟ้าที่สำคัญและใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขาของเคมี มักใช้ในการศึกษาปฏิกิริยารีดอกซ์ต่างๆ เพื่อกำหนดความเสถียรของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา การมีอยู่ของสารตัวกลางในปฏิกิริยารีดอกซ์^{[ 11 ]}จลนศาสตร์การถ่ายโอนอิเล็กตรอน^{[ 12 ]}และความสามารถในการย้อนกลับของปฏิกิริยา^{[ 13 ]}สามารถใช้สำหรับการตกตะกอนทางไฟฟ้าเคมีของฟิล์มบางหรือเพื่อกำหนดช่วงศักย์รีดักชันที่เหมาะสมของไอออนที่มีอยู่ในอิเล็กโทรไลต์สำหรับการตกตะกอนทางไฟฟ้า เคมี ^{[ 14 ]} CV ยังสามารถใช้เพื่อกำหนดสัดส่วน อิเล็กตรอน ของระบบ สัมประสิทธิ์การแพร่ของสารวิเคราะห์ และศักย์รีดักชันอย่างเป็นทางการของสารวิเคราะห์ ซึ่งสามารถใช้เป็นเครื่องมือในการระบุตัวตนได้ นอกจากนี้ เนื่องจากความเข้มข้นเป็นสัดส่วนกับกระแสในระบบแบบเนิร์นสต์ที่ย้อนกลับได้ ความเข้มข้นของสารละลายที่ไม่ทราบค่าสามารถกำหนดได้โดยการสร้างเส้นโค้งสอบเทียบของกระแสเทียบกับความเข้มข้น^{[ 15 ]}

ในชีววิทยาของเซลล์ ใช้ในการวัดความเข้มข้นของโมเลกุลเป้าหมาย (เช่น โปรตีนหรือ DNA ที่เฉพาะเจาะจง) หรือการไหลของไอออนนำไฟฟ้าในสิ่งมีชีวิต^{[ 16 ]} ในเคมีโลหะอินทรีย์ใช้ในการประเมินกลไกการรีดอกซ์^{[ 17 ]}

โวลแทมเมทรีแบบวัฏจักรสามารถใช้ในการกำหนด ความสามารถใน การต้านอนุมูลอิสระในอาหารและแม้กระทั่งผิวหนังได้^{[ 18 ] [ 19 ]} สารต้านอนุมูลอิสระที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ป้องกันไม่ให้โมเลกุลอื่นถูกออกซิไดซ์โดยทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ มีความสำคัญในเซลล์ที่มีชีวิตเพราะยับยั้งความเสียหายหรือการตายของเซลล์ที่เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันที่สร้างอนุมูลอิสระ^{[ 20 ]} ตัวอย่างของสารต้านอนุมูลอิสระ ได้แก่ ฟลาโวนอยด์ ซึ่งกิจกรรมต้านอนุมูลอิสระจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อมีหมู่ไฮดรอกซิลมากขึ้น^{[ 21 ]} วิธีการดั้งเดิมในการประเมินศักยภาพในการต้านอนุมูลอิสระคือการทดสอบซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้เวลานาน และอาจไม่แสดงถึงศักยภาพในการต้านอนุมูลอิสระอย่างเต็มที่ของโมเลกุล^{[ 22 ] [ 23 ]}โวลแทมเมทรีแบบวัฏจักรช่วยแก้ปัญหาทั้งสองประการนี้ ทำให้สามารถทำการทดลองซ้ำได้เร็วขึ้น และวิเคราะห์ได้เฉพาะเจาะจงมากขึ้น^{[ 23 ]} นอกจากนี้ สารต้านอนุมูลอิสระจะถูกออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วที่อิเล็กโทรดเฉื่อย ดังนั้นศักยภาพครึ่งคลื่นจึงสามารถนำมาใช้ในการกำหนดความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระได้^{[ 24 ]}เมื่อใดก็ตามที่มีการใช้โวลแทมเมตรีแบบวงจร มักจะเปรียบเทียบกับสเปกโตรโฟโตเมตรีหรือโครมาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง (HPLC) ^{[ 25 ]} การประยุกต์ใช้เทคนิคนี้ขยายไปถึงเคมีอาหาร ซึ่งใช้ในการกำหนดกิจกรรมต้านอนุมูลอิสระของไวน์แดง ช็อกโกแลต และฮอปส์ นอกจากนี้ยังมีการใช้งานในโลกการแพทย์ด้วย โดยสามารถกำหนดสารต้านอนุมูลอิสระในผิวหนังได้

เทคนิคที่กำลังประเมินนี้ใช้เซนเซอร์โวลแทมเมตริกที่รวมอยู่ในลิ้นอิเล็กทรอนิกส์ (ET) เพื่อสังเกตความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระในไวน์แดง ลิ้นอิเล็กทรอนิกส์ (ET) เหล่านี้ประกอบด้วยหน่วยตรวจจับหลายหน่วย เช่น เซนเซอร์โวลแทมเมตริก ซึ่งจะมีการตอบสนองเฉพาะต่อสารประกอบบางชนิด วิธีการนี้เหมาะสมที่สุดที่จะใช้ เนื่องจากสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างที่มีความซับซ้อนสูงได้ด้วยความสามารถในการเลือกข้ามสูง ดังนั้นเซนเซอร์จึงมีความไวต่อค่า pH และสารต้านอนุมูลอิสระ ตามปกติ แรงดันไฟฟ้าในเซลล์จะถูกตรวจสอบโดยใช้อิเล็กโทรดทำงานและอิเล็กโทรดอ้างอิง (อิเล็กโทรดเงิน/ซิลเวอร์คลอไรด์) ^{[ 26 ]}นอกจากนี้ อิเล็กโทรดเคาน์เตอร์แพลทินัมยังช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลอย่างต่อเนื่องในระหว่างการทดลอง เซนเซอร์อิเล็กโทรดคาร์บอนเพสต์ (CPE) และอิเล็กโทรดกราไฟต์-อีพ็อกซีคอมโพสิต (GEC) จะถูกทดสอบในสารละลายเกลือก่อนการสแกนไวน์เพื่อให้ได้สัญญาณอ้างอิง จากนั้นไวน์ก็พร้อมที่จะสแกน ครั้งหนึ่งด้วย CPE และอีกครั้งด้วย GEC แม้ว่าการใช้โวลแทมเมตรีแบบวงจรจะประสบความสำเร็จในการสร้างกระแสไฟฟ้าโดยใช้ตัวอย่างไวน์ แต่สัญญาณมีความซับซ้อนและจำเป็นต้องมีขั้นตอนการสกัดเพิ่มเติม^{[ 26 ]}พบว่าวิธีการ ET สามารถวิเคราะห์ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของไวน์ได้สำเร็จ เนื่องจากสอดคล้องกับวิธีการแบบดั้งเดิม เช่น ดัชนี TEAC, Folin-Ciocalteu และ I280 ^{[ 26 ]}นอกจากนี้ ยังลดเวลาลง ไม่จำเป็นต้องมีการเตรียมตัวอย่างล่วงหน้า และไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีอื่นๆ ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยลดความนิยมของวิธีการแบบดั้งเดิม^{[ 27 ]}ดังนั้น โวลแทมเมตรีแบบวงจรจึงสามารถกำหนดความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระได้สำเร็จ และยังปรับปรุงผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ให้ดียิ่งขึ้นอีกด้วย

สารต้านอนุมูลอิสระฟีนอลิกสำหรับผงโกโก้ ดาร์กช็อกโกแลต และมิลค์ช็อกโกแลต สามารถกำหนดได้โดยใช้โวลแทมเมทรีแบบวงจร เพื่อให้ได้ผลลัพธ์นี้ จะคำนวณและวิเคราะห์ยอดแอนโนดิกโดยทราบว่ายอดแอนโนดิกแรกและที่สามสามารถกำหนดให้เป็นการออกซิเดชันครั้งแรกและครั้งที่สองของฟลาโวนอยด์ ในขณะที่ยอดแอนโนดิกที่สองแสดงถึงกรดฟีนอลิก^{[ 23 ]}โดยใช้กราฟที่สร้างโดยโวลแทมเมทรีแบบวงจร สามารถอนุมานปริมาณ ฟีนอลิกและฟลาโวนอยด์ ทั้งหมด ในแต่ละตัวอย่างทั้งสามได้ พบว่าผงโกโก้และดาร์กช็อกโกแลตมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูงสุดเนื่องจากมีปริมาณฟีนอลิกและฟลาโวนอยด์ทั้งหมดสูง^{[ 23 ]}มิลค์ช็อกโกแลตมีฤทธิ์ต่ำที่สุดเนื่องจากมีปริมาณฟีนอลิกและฟลาโวนอยด์ต่ำที่สุด^{[ 23 ]}ในขณะที่ปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระได้มาจากการใช้ยอดแอนโนดิกของโวลแทมเมทรีแบบวงจร ต้องใช้ HPLC เพื่อกำหนดความบริสุทธิ์ของคาเทชินและโปรไซยานิดินในผงโกโก้ ดาร์กช็อกโกแลต และมิลค์ช็อกโกแลต

ดอก ฮอปส์ที่ใช้ในการทำเบียร์มีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระเนื่องจากมีฟลาโวนอยด์และสารประกอบโพลีฟีนอลอื่นๆ^{[ 24 ]}ในการทดลองโวลแทมเมทรีแบบวงจรนี้ แรงดันไฟฟ้าของอิเล็กโทรดทำงานถูกกำหนดโดยใช้อิเล็กโทรดอ้างอิงเฟอร์ริซิเนียม/ เฟอร์โรซีนเมื่อเปรียบเทียบตัวอย่างสารสกัดฮอปส์ที่แตกต่างกัน พบว่าตัวอย่างที่มีโพลีฟีนอลที่ถูกออกซิไดซ์ที่ศักย์บวกน้อยกว่านั้นมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่ดีกว่า^{[ 24 ]}

• ลักษณะความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดัน
• วิธีการวิเคราะห์ทางไฟฟ้า
• โวลแทมเมตรีแบบวงจรสแกนเร็ว
• สมการแรนเดิลส์-เซฟชิก
• โวลแทมเมตรี
• พื้นที่ผิวทางไฟฟ้าเคมี
• การกำจัด CO

• Bard, Allen J.; Larry R. Faulkner (18 ธันวาคม 2000). วิธีการทางไฟฟ้าเคมี: หลักการพื้นฐานและการประยุกต์ใช้ (ฉบับที่ 2). Wiley. ISBN 978-0-471-04372-0.
• Zoski, Cynthia G. (7 กุมภาพันธ์ 2550). คู่มือเคมีไฟฟ้า . Elsevier Science. ISBN 978-0-444-51958-0.
• คิสซิงเจอร์, ปีเตอร์; วิลเลียม อาร์. ไฮเนแมน (23 มกราคม 1996). เทคนิคในห้องปฏิบัติการเคมีวิเคราะห์ไฟฟ้า ฉบับที่สอง ปรับปรุงและขยายความ (ฉบับที่ 2). CRC. ISBN 978-0-8247-9445-3.
• กอสเซอร์, เดวิด เค. (20 กันยายน 1993). การจำลองโวลแทมเมตรีแบบวัฏจักรและการวิเคราะห์กลไกปฏิกิริยา VCH. ISBN 978-1-56081-026-1.
• คอมป์ตัน, ริชาร์ด ดี.; เครก อี. แบงค์ส (15 พฤศจิกายน 2010). ความเข้าใจเกี่ยวกับโวลแทมเมตรี (ฉบับที่ 2). สำนักพิมพ์อิมพีเรียลคอลเลจ. ISBN 978-1848165854.

• "CEM 372 ภาคเรียนฤดูใบไม้ผลิ ปี 2000 คู่มือเบื้องต้นสำหรับห้องปฏิบัติการโวลแทมเมทรีแบบวัฏจักร; การทดลองที่ 5: โวลแทมเมทรีแบบวัฏจักร" (PDF)มหาวิทยาลัยมิชิแกนสเตท