Потенциометрия занимает важное место среди электрохимических методов анализа благодаря высокой чувствительности, точности и возможности проводить измерения без разрушения анализируемой системы. Наибольшее распространение метод получил в химическом анализе растворов, биохимии, медицине, фармацевтике, пищевой и экологической промышленности.
Ключевая идея заключается в регистрации электродного потенциала, зависящего от активности ионов в растворе. Благодаря применению различных типов индикаторных и ионоселективных электродов удаётся определять широкий спектр веществ — от простых неорганических ионов до сложных органических соединений.
Наиболее известная область применения потенциометрии — определение pH растворов. Стеклянный электрод в сочетании с электродом сравнения позволяет проводить высокоточные измерения концентрации ионов водорода. Этот метод является стандартным в химических, биологических и медицинских лабораториях.
Помимо измерения pH, потенциометрия применяется для контроля кислотности почв, природных и сточных вод, технологических растворов. В пищевой промышленности метод используется для определения свежести продуктов, степени брожения, качества напитков.
Метод основан на регистрации изменения электродного потенциала в процессе постепенного добавления титранта. По характеру кривой титрования определяется точка эквивалентности, что позволяет с высокой точностью установить концентрацию анализируемого вещества.
Применение метода:
Преимущество потенциометрического титрования заключается в возможности проведения анализа в окрашенных, мутных или сильно разбавленных растворах, где традиционные визуальные индикаторы малоэффективны.
Развитие потенциометрии связано с созданием мембранных и ионселективных электродов, чувствительных к определённым ионам. Это позволило значительно расширить спектр применения метода.
Примеры анализа с помощью ионселективных электродов:
Особое значение такие электроды имеют в медицинской диагностике. Например, определение концентрации ионов калия и натрия в крови проводится именно потенциометрическим методом.
Потенциометрия используется в экологическом мониторинге для анализа состава природных вод, контроля кислотно-щелочного равновесия атмосферных осадков, выявления загрязнений тяжёлыми металлами.
В промышленности метод применяется для:
В биохимии потенциометрические методы позволяют исследовать процессы ферментации, дыхания клеток, метаболизма. Использование микроэлектродов дало возможность изучать внутриклеточную активность ионных потоков.
В клинической практике потенциометрия применяется для:
Метод потенциометрии востребован при контроле качества лекарственных препаратов. Он используется для:
Основные достоинства потенциометрии включают простоту выполнения измерений, низкую стоимость приборов, возможность миниатюризации сенсоров и автоматизации анализа.
Современные направления развития связаны с созданием новых сенсорных материалов, микрочипов и портативных устройств, что открывает широкие перспективы применения метода в экспресс-анализе, медицинской диагностике и экологическом мониторинге.