Potentiometrisch

Potentiometrisch beschreibt ein Messprinzip der Elektrochemie, bei dem das elektrochemische Potential zwischen zwei Elektroden gemessen wird, ohne dass signifikant Strom durch die Messzelle fließt. Die Potentiometrie dient der Bestimmung der Aktivität eines bestimmten Ions oder des pH-Werts in einer Lösung, indem eine Indikatorelektrode dem Zielion und eine Referenzelektrode gegenübersteht.

Prinzipiell ist die Messung der Potentialdifferenz E das Ergebnis der Aktivität des Zielions in der Lösung. Idealerweise fließt dabei kein Netto-Strom; die Messung erfolgt im offenen Kreislauf einer hohen Impedanz. Das gemessene Potential lässt sich nach dem Nernst-Gesetz in Beziehung zur Ionenkonzentration setzen: E = E0 + (RT/nF) ln a_i. Bei 25 °C entspricht dies annähernd E = E0 + (59,16 mV/z) log10 a_i, wobei z die Ladung des Zielions ist. Für monovalente Ionen liegt der effektive Anstieg bei ca. 59 mV pro Verdopplung der Aktivität.

Aufbau und Komponenten: Eine Potentiometer Messkette besteht aus einer Indikatorelektrode (z. B. pH-Elektrode oder Ionenselektive Elektrode, ISE), einer stabilen Referenzelektrode und dem Messmedium. Die Elektroden sind durch eine Brücke verbunden, die Gleichtaktigkeit sicherstellt und Drift minimiert. Oft erfolgt eine Temperaturkompensation, da der Zusammenhang temperaturabhängig ist.

Anwendungen: Hauptanwendungen sind pH-Messungen, Bestimmung spezifischer Ionen (Na+, K+, Ca2+, Cl−, F− usw.) sowie potentiometrische Titrationen, bei denen die Änderung des Potentials den Äquivalenzpunkt kennzeichnet.

Vorteile und Grenzen: Potentiometrische Methoden sind unkompliziert, schnell und relativ kostengünstig, erfordern aber sorgfältige Kalibrierung, gute Referenzelectroden sowie Berücksichtigung von Temperatur, Interferenzen und Drift.