Ce este potențiometria?

Potențiometria este o metodă utilizată în chimia electroanalitică pentru a măsura potențialul electrochimic al particulelor încărcate. Un sistem de electrozi este utilizat pentru a măsura acest potențial și a detecta ioni în timp ce alte substanțe sunt prezente. Doi electrozi sunt plasați într-o soluție de analit și conectați la un potențiometru. Măsurătorile se fac întotdeauna atunci când nu este prezent sau este foarte puțin curent, astfel încât compoziția substanței măsurate nu este alterată, făcând posibilă analiza cantitativă.

Într-o celulă electrochimică legată de potențiometru, se folosește un electrod de referință care are un potențial independent de orice variabilă de temperatură sau analit. Electrozii utilizați pentru referință în potențiometrie includ de obicei hidrogen, calomel saturat sau clorură de argint. Un electrod indicator este expus la soluția de analit, iar potențialul acestuia variază în funcție de ionii prezenți în soluție. Fiecare electrod este plasat într-o soluție separată și conectat la un singur instrument potențiometru, în timp ce o punte de sare este expusă fiecărei probe, completând un circuit electric.

Scopul măsurătorilor cu celule electrochimice este de a calcula concentrațiile ionilor folosind potențialul electrodului, constanta universală a gazului, constanta Faraday, sarcina ionilor și temperatura în Kelvin. Variabilele și constantele sunt folosite pentru a determina potențialul unei substanțe folosind ecuația Nernst, creată pentru prima dată la sfârșitul anilor 1800. La începutul anilor 1900, s-a descoperit că potențialul ar putea fi diferit pe fiecare parte a membranei de sticlă dacă concentrațiile de ioni de hidroniu variau de la o parte la alta.

Instrumentele utilizate în potențiometrie includ și contoarele de pH. pH-ul definește dacă o substanță este un acid, o bază sau neutru, ceea ce poate afecta foarte mult măsurătorile potențiometriei. Într-o celulă electrochimică, un electrod de referință, numit anod, are un potențial independent de orice variabilă de temperatură sau analit. Un electrod indicator, denumit adesea catod, este expus la soluția de analit, iar potențialul acestuia variază în funcție de ionii prezenți în soluție.

Electrozii indicatori pot fi de tip metalic sau versiuni cu membrană, care sunt numiți și electrozi ion-selectivi. Potențiometrul este utilizat pentru a efectua măsurători ale circuitelor cu rezistență scăzută. Pentru utilizarea cu electrozi de sticlă de înaltă rezistență, pH-metrele sunt potrivite pentru efectuarea măsurătorilor electrochimice ale circuitelor cu rezistență scăzută și înaltă. Un electrod de pH trebuie să fie înmuiat în apă pentru a funcționa și are un scop important în potențiometrie. În condițiile potrivite, proprietățile electrochimice ale oricărei substanțe pot fi determinate de o celulă electrochimică.