La potenziometria è un metodo utilizzato nella chimica elettroanalitica per misurare il potenziale elettrochimico delle particelle cariche. Un sistema di elettrodi viene utilizzato per misurare questo potenziale e rilevare gli ioni mentre sono presenti anche altre sostanze. Due elettrodi sono posti in una soluzione di analita e collegati a un potenziometro. Le misurazioni vengono sempre effettuate in assenza o in presenza di poca corrente, quindi la composizione della sostanza misurata non viene alterata, rendendo possibile l’analisi quantitativa.
In una cella elettrochimica collegata dal potenziometro, viene utilizzato un elettrodo di riferimento che ha un potenziale indipendente da qualsiasi variabile di temperatura o analita. Gli elettrodi utilizzati come riferimento nella potenziometria di solito includono idrogeno, calomelano saturo o cloruro d’argento. Un elettrodo indicatore è esposto alla soluzione dell’analita e il suo potenziale varia a seconda degli ioni presenti nella soluzione. Ciascun elettrodo è posto in una soluzione separata e collegato ad un unico strumento potenziometro, mentre un ponte salino è esposto a ciascun campione, completando un circuito elettrico.
Lo scopo delle misurazioni con celle elettrochimiche è calcolare le concentrazioni di ioni utilizzando il potenziale dell’elettrodo, la costante universale dei gas, la costante di Faraday, la carica degli ioni e la temperatura in Kelvin. Variabili e costanti vengono utilizzate per determinare il potenziale di una sostanza utilizzando l’equazione di Nernst, creata per la prima volta alla fine del 1800. All’inizio del 1900, si scoprì che il potenziale poteva essere diverso su ciascun lato di una membrana di vetro se le concentrazioni di ioni idronio variavano da un lato all’altro.
Gli strumenti utilizzati nella potenziometria includono anche i pHmetri. Il pH definisce se una sostanza è un acido, una base o un neutro, il che può influenzare notevolmente le misurazioni della potenziometria. In una cella elettrochimica, un elettrodo di riferimento, chiamato anodo, ha un potenziale indipendente da qualsiasi variabile di temperatura o analita. Un elettrodo indicatore, spesso indicato come catodo, è esposto alla soluzione di analita e il suo potenziale varia a seconda degli ioni presenti nella soluzione.
Gli elettrodi indicatori possono essere di tipo metallico o versioni a membrana, chiamati anche elettrodi iono-selettivi. Il potenziometro viene utilizzato per effettuare misurazioni di circuiti a bassa resistenza. Per l’uso con elettrodi in vetro ad alta resistenza, i pHmetri sono adatti per effettuare misurazioni elettrochimiche di circuiti a bassa e alta resistenza. Un elettrodo di pH deve essere immerso in acqua per funzionare e ha uno scopo importante nella potenziometria. Nelle giuste condizioni, le proprietà elettrochimiche di qualsiasi sostanza possono essere determinate da una cella elettrochimica.