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Potentiometrie

Potentiometrie (Potenzial-Potenzial und Maß-Metrik) ist Teil der Elektrochemie und elektrische Analyse. Das Potenzial was entsteht als a Elektrode in eine Lösung gegeben bildet die Grundlage für die Potentiometrie. Die Technologie ist Teil der elektrische Analyse. Die Potentiometrie wird selten als eigenständige Methode verwendet. Normalerweise ist es die Methode, mit der der Endpunkt von a Titration ist festgelegt.

Die Diskussion der Potentiometrie betrachtet normalerweise nur die Auswirkungen der Konzentration und des elektrischen Potentials um den Messelektrode. Es wird stillschweigend ignoriert, dass nur Potentialdifferenzen gemessen werden können, so dass neben der Messelektrode auch eine Referenzelektrode in der Messlösung vorhanden ist.

Elektrodenpotentialberechnungen verwenden die Nernstsches Gesetz.

Klassifikationen der Potentiometrie

Die gesamte Potentiometrie kann auf mehrere Arten unterteilt werden. Aus theoretischer Sicht ist die Unterteilung anhand der dem gemessenen Potenzial zugrunde liegenden Prozesse wichtig, aus praktischer Sicht ist die Einteilung nach Anwendungsgebieten interessanter.

Basierend auf dem Hintergrund

Faradaysche Potentiometrie

Die Faradesche Potentiometrie ist die Form, in der elektrischer Kontakt zwischen Analyt und Elektrode, Elektronen werden zwischen Elektrode und Analyt übertragen.

Ein Beispiel ist die Redoxpotentiometrie, bei der das Potential von a redox Reaktion (zum Beispiel: Fe2 Fe3 e−) wird gemessen. Sowohl die reduzierte als auch die oxidierte Form des Redoxpaares liegt dann in der Lösung vor. Das an der Messelektrode entstehende Potential ist das Ergebnis von a dynamisches Gleichgewicht zwischen:
  • die Menge an Eisen(II)-Ionen, je mehr Eisen(II)-Ionen, desto niedriger das Potential und umgekehrt.
  • die Menge an Eisen(III)-Ionen, je mehr Eisen(III)-Ionen, desto höher das Potential.
  • dass es um Eisenionen geht.

Während der Titration ändert sich das Verhältnis zwischen den Eisenionen, wodurch sich das Potential ändert.

Nicht-Faradaysche Potentiometrie

Die nicht-Faradäische Potentiometrie ist eine Form, bei der kein Elektronentransfer stattfindet, sondern das Potential durch chemische Wechselwirkungen zwischen Analyt und Elektrode aufgebaut wird. Die Elektrode hat eine selektive durchlässig oder halbdurchlässig Membran, die den Analyten von seinen Gegenionen trennt. Das so entwickelte Potential wird gemessen.

Die bekannteste Form der nicht-faradayschen Potentiometrie ist die pH-Messung mit a Glaselektrode.

Basierend auf Bewerbung

Säure-Base-Titrationen

Obwohl für Säure-Base-Titrationen ein umfangreiches Repertoire an Indikatoren zur Verfügung steht, werden zunehmend auch potentiometrische Bestimmungen eingesetzt. Der Vorteil hierbei ist die Unabhängigkeit von der Erfahrung des Analytikers mit dem jeweiligen Assay (ist dies die Farbe, die mit dem Endpunkt verbunden ist oder nicht) und die einfache Darstellung potentiometrischer Ergebnisse in LIMS eingeführt werden kann. Auch die Verwendung von unklaren Lösungen (Lebensmittel) ist kein Problem mehr.

Redox-Titrationen

Für viele Redox-Titrationen steht kein guter Farbindikator zur Verfügung. Außerdem sind viele Oxidationsreagenzien gefärbt, so dass die Farbe am Endpunkt der Titration nicht immer deutlich sichtbar ist. Für die Redox-Titrationen gelten die gleichen Vorteile wie für die Säure-Base-Titrationen: analystenunabhängige und einfache Schnittstelle zum LIMS. In der Regel Platin als Messelektrode verwendet.

Niederschlagsreaktionen

Titrationsreaktionen mit einem schwerlöslichen Salz von (Halb-)Edelmetallen lassen sich mit einer Elektrode des entsprechenden Metalls potentiometrisch gut verfolgen. Insbesondere die Chloridbestimmung mit silber(ich) ist ein bekanntes Beispiel dafür.

wird bearbeitet

Durch Messung des Potentials in Abhängigkeit von der zugegebenen Reagensmenge kann bestimmt werden, welches Reagensvolumen, der Äquivalenzpunkt, genau ausreichte.

Je nach Reaktionsbedingungen, Vorschriften, Weiterverarbeitung oder Brauch gibt es mehrere Möglichkeiten, aus den Messpunkten den Äquivalenzpunkt der Bestimmung zu bestimmen.

Festes Endpotential

Diese Methode ist vergleichbar mit der klassischen Methode einer Säure/BaseIndikator. Der Indikator ändert seine Farbe bei einem bekannten pH-Wert. Der bekannte pH-Wert des Indikators ist vergleichbar mit einem vorab (über eine Testbestimmung) ermittelten Potential, bei dem der Äquivalenzpunkt erreicht ist. Die Titration wird in dem Moment gestoppt, in dem dieser Endwert als Potential gemessen wird.[1] Während der Titration wird kein zusätzliches Reagenz über den Äquivalenzpunkt hinaus zugegeben.

Zweite Ableitung

Wenn die Zugabe von mehr Reagenz (d. h. mehr Zeit) kein unüberwindbares Problem darstellt, können Sie die Methode der zweiten Ableitung den Äquivalenzpunkt zu bestimmen. Diese Methode verwendet Messpunkte nach Erreichen des Äquivalenzpunktes.

Omas Grundstück

Auch die Methode des norwegischen Chemikers Gran (Grans Verschwörung) verwendet Messpunkte nach dem Äquivalenzpunkt.