VoltmetrieMethode

Voltmetrie ist eine analytische Messmethode zur Bestimmung der Konzentration von Ionen in einer Lösung durch die Messung der elektrischen Spannung. Diese Technik gehört zur Gruppe der potentiometrischen Analysenverfahren und nutzt eine Elektrodenanordnung, um das Redoxpotenzial einer Probe zu ermitteln. Im Gegensatz zu anderen elektrochemischen Methoden wie der Coulometrie oder der Amperometrie wird bei der Voltmetrie keine Strommessung durchgeführt, sondern die Spannung zwischen einer Mess- und einer Referenzelektrode wird registriert.

Die Grundlagen der Voltmetrie basieren auf dem Nernst-Gesetz, das den Zusammenhang zwischen der Konzentration eines Ions und dem gemessenen Potenzial beschreibt. Eine typische voltmetrische Messung erfolgt mit einer Indikatorelektrode, die selektiv auf das zu bestimmende Ion reagiert, und einer Referenzelektrode, deren Potenzial konstant bleibt. Die Spannungsdifferenz zwischen beiden Elektroden wird gemessen und mit einer Eichkurve oder einer Kalibrierungslösung verglichen, um die unbekannte Konzentration zu berechnen.

Voltmetrie wird häufig in der Chemie, Biochemie und Umweltanalytik eingesetzt. Beispiele für Anwendungen sind die Bestimmung von pH-Werten mit einer Glaselektrode, die Messung von Kalzium- oder Natriumionen oder die Analyse von Schwermetallen. Die Methode ist besonders nützlich für die Bestimmung sehr niedriger Konzentrationen, da sie empfindlich und selektiv sein kann. Allerdings erfordert sie präzise Kalibrierung und stabile Elektroden, um zuverlässige Ergebnisse zu gewährleisten.

Moderne voltmetrische Verfahren umfassen auch die Ionenselektive Elektroden-Technik (ISE), bei der spezielle Membranen oder Sensoren das Potenzial in Abhängigkeit von der Ionenkonzentration ändern. Diese Technologie ermöglicht schnelle und präzise Messungen, die in vielen Laboren und Feldanalysen eingesetzt werden.