Potentiometrie
Wie man aus der stromlos gemessenen Spannung zwischen Mess- und Bezugselektrode auf Ionenaktivitäten schließt, direkt oder als Indikation von Titrationen.
Die Potentiometrie misst eine Zellspannung, ohne dass dabei nennenswerter Strom fließt. Damit unterscheidet sie sich von Verfahren wie Voltammetrie oder Coulometrie, bei denen gezielt Strom durch die Lösung geschickt wird. Eine Messelektrode, deren Potential von der Probe abhängt, wird mit einer Bezugselektrode konstanten Potentials kombiniert. Die Nernst-Gleichung verknüpft die gemessene Spannung mit der Aktivität des Ions, auf das die Messelektrode anspricht. Das bekannteste Beispiel steht in jedem Labor: das pH-Meter, das über eine Glaselektrode die Aktivität von \(\ce{H3O+}\) erfasst.
Die Unterseiten beginnen beim Messprinzip und bei Konzentrationsketten. Darauf baut die Direktpotentiometrie auf, die aus einem einzelnen Spannungswert eine Aktivität bestimmt und deshalb von sauberer Kalibrierung und der Selektivität der Elektrode abhängt. Bei den potentiometrisch indizierten Titrationen kommt es dagegen nicht auf den absoluten Wert an. Man verfolgt, wie sich die Spannung während der Titration ändert, und liest den Äquivalenzpunkt am Kurvensprung ab. So lassen sich auch gefärbte oder trübe Lösungen und wasserfreie Systeme titrieren, in denen Farbindikatoren versagen.
Voraussetzung sind die Elektrodengrundlagen aus dem vorangehenden Unterthema. Die Titrationen greifen die Säure-Base-, Redox- und Fällungstitrationen der Maßanalyse wieder auf und ersetzen dort nur den Indikator durch eine Elektrode.
Prinzip und Anordnung
Wie die Potentiometrie Zellspannungen stromlos misst und wie man die …
Stromlose Zellspannungsmessung und KonzentrationskettenDirektpotentiometrie
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