Die Potentiometrie ist eine Methode, die in der elektroanalytischen Chemie verwendet wird, um das elektrochemische Potential geladener Teilchen zu messen. Ein Elektrodensystem wird verwendet, um dieses Potential zu messen und Ionen zu detektieren, während auch andere Substanzen vorhanden sind. Zwei Elektroden werden in eine Analytlösung gelegt und mit einem Potentiometer verbunden. Gemessen wird immer dann, wenn kein oder nur sehr wenig Strom vorhanden ist, damit die Zusammensetzung des gemessenen Stoffes nicht verändert wird und eine quantitative Analyse möglich ist.
In einer elektrochemischen Zelle, die durch das Potentiometer verbunden ist, wird eine Referenzelektrode verwendet, die ein von jeglicher Temperatur oder Analytvariablen unabhängiges Potenzial hat. Elektroden, die als Referenz in der Potentiometrie verwendet werden, umfassen normalerweise Wasserstoff, gesättigtes Kalomel oder Silberchlorid. Eine Indikatorelektrode wird der Analytlösung ausgesetzt und ihr Potential variiert in Abhängigkeit von den in der Lösung vorhandenen Ionen. Jede Elektrode wird in eine separate Lösung gelegt und an ein einzelnes Potentiometer-Instrument angeschlossen, während jeder Probe eine Salzbrücke ausgesetzt wird, wodurch ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird.
Der Zweck von Messungen mit elektrochemischen Zellen besteht darin, Ionenkonzentrationen aus dem Elektrodenpotential, der universellen Gaskonstante, der Faraday-Konstante, der Ladung der Ionen und der Temperatur in Kelvin zu berechnen. Variablen und Konstanten werden verwendet, um das Potenzial einer Substanz mithilfe der Nernst-Gleichung zu bestimmen, die erstmals Ende des 1800. Jahrhunderts erstellt wurde. In den frühen 1900er Jahren wurde entdeckt, dass das Potenzial auf jeder Seite einer Glasmembran unterschiedlich sein kann, wenn die Konzentrationen der Hydroniumionen von einer Seite zur anderen variieren.
Zu den Instrumenten, die in der Potentiometrie verwendet werden, gehören auch pH-Meter. Der pH-Wert definiert, ob eine Substanz sauer, basisch oder neutral ist, was die Potentiometriemessungen stark beeinflussen kann. In einer elektrochemischen Zelle hat eine Referenzelektrode, die Anode genannt wird, ein Potenzial, das von jeglicher Temperatur oder Analytvariablen unabhängig ist. Eine Indikatorelektrode, die oft als Kathode bezeichnet wird, wird der Analytlösung ausgesetzt und ihr Potential variiert in Abhängigkeit von den in der Lösung vorhandenen Ionen.
Indikatorelektroden können metallische Typen oder Membranversionen sein, die auch als ionenselektive Elektroden bezeichnet werden. Das Potentiometer dient zur Messung von Stromkreisen mit niedrigem Widerstand. Für den Einsatz mit hochohmigen Glaselektroden eignen sich pH-Meter zur elektrochemischen Messung von nieder- und hochohmigen Stromkreisen. Eine pH-Elektrode muss in Wasser eingeweicht werden, um zu funktionieren und hat einen wichtigen Zweck in der Potentiometrie. Unter den richtigen Bedingungen können die elektrochemischen Eigenschaften jeder Substanz mit einer elektrochemischen Zelle bestimmt werden.