Potenziometrie

Potenziometrische Titration

potentiometry

Elektrochemische Analysemethode, die die Konzentrationsabhängigkeit der Potenzialdifferenz zwischen einer Referenzelektrode und einer Messelektrode zur analytischen Aktivitäts- oder Konzentrationsbestimmung nutzt (Abb. 1).

Die potenziometrische Messanordnung besteht in ihrer allgemeinsten Form aus einer Messzelle mit der Analysenprobe, in die eine Mess-(Indikator-) und eine Referenzelektrode (Bezugselektrode) eintauchen und einem hochohmigen Potenziometer (Millivoltmeter) zur (praktisch) stromlosen Messung der Potenzialdifferenz zwischen beiden Elektroden. Theoretische Basis der Potenziometrie ist die Nernst-Gleichung. Die häufigste Anwendung der Potenziometrie ist die pH-Messung mit der pH-Elektrode (pH-Wert im Blut, pH-Wert im Urin). Im klinisch chemischen Labor stehen potenziometrische Messungen mit ionenselektiven Elektroden (Ionenselektive Elektrode) zur Na⁺-, K⁺- und Cl⁻-Konzentrationsbestimmung im Vordergrund. Wird die Potenziometrie zur Endpunkterkennung in der Maßanalyse (Titration) herangezogen, spricht man von potenziometrischer Titration. Dabei zeigt die sprunghafte Änderung des Elektrodenpotenzials das Erreichen des Endpunktes (Äquivalenzpunktes) der Titration an.

In der Klinischen Chemie werden die Begriffe „direkte und indirekte Potenziometrie“, im Zusammenhang mit dem Einsatz von ionenselektiven Elektroden auch „direkte und indirekte Messung“, zur Unterscheidung von potenziometrischen Analysen in der unverdünnten (direkte Potenziometrie) bzw. verdünnten Probe (indirekte Potenziometrie) verwendet. Tatsächlich resultieren aus der Probenverdünnung Effekte, die unmittelbaren Einfluss auf das Endergebnis haben. So wird bei direkter Messung die Konzentration der freien Ionen, d. h. die in der Regel auch physiologisch wirksame Fraktion gemessen, während bei der indirekten Messung die Gesamtionenkonzentration, also z. B. auch die proteingebundene, in der Regel physiologisch inaktive, Fraktion erfasst wird.

Allgemein betrachtet ist eine Probenverdünnung gewöhnlich ein wesentlicher Bestandteil der (klinisch-chemischen) Analytik, ohne dass dabei zwischen direkter und indirekter Messung unterschieden wird. Die o. g. Differenzierung von direkter und indirekter Potenziometrie ist aus dieser Sicht ungewöhnlich. Verständlicher wäre eine Nomenklatur, die den Unterschied zwischen der Bestimmung der Konzentrationen der freien Ionen bzw. der Gesamtionenkonzentration hervorhebt.

Anmerkung: In der klassischen chemischen Analytik wird der Begriff direkte Potenziometrie für Analysen, die unmittelbar auf einer potenziometrischen Bestimmung von Ionenaktivitäten oder -konzentrationen beruhen, benutzt (z. B. Analyse mit ionenselektiven Elektroden), während indirekte Potenziometrie Titrationen mit potenziometrischer Endpunkterkennung bedeutet. Die unterschiedliche Verwendung der beiden Begriffe in klinisch-chemischer bzw. chemischer Analytik verdeutlicht den Bedarf an einer einheitlichen Nomenklatur.