Potenciometrija je metoda koja se koristi u elektroanalitičkoj kemiji za mjerenje elektrokemijskog potencijala nabijenih čestica. Za mjerenje ovog potencijala i detekciju iona koristi se sustav elektroda, dok su prisutne i druge tvari. Dvije elektrode se stavljaju u otopinu analita i spajaju na potenciometar. Mjerenja se uvijek provode kada nema struje ili je prisutna vrlo malo, tako da se sastav mjerene tvari ne mijenja, što omogućuje kvantitativnu analizu.
U elektrokemijskoj ćeliji povezanoj potenciometrom koristi se referentna elektroda koja ima potencijal neovisan o bilo kojoj temperaturi ili varijabli analita. Elektrode koje se koriste za referencu u potenciometriji obično uključuju vodik, zasićeni kalomel ili srebrni klorid. Indikatorska elektroda je izložena otopini analita, a njezin potencijal varira ovisno o ionima prisutnim u otopini. Svaka elektroda se stavlja u zasebnu otopinu i spaja na jedan potenciometarski instrument, dok je solni most izložen svakom uzorku, dovršavajući električni krug.
Svrha mjerenja s elektrokemijskim ćelijama je izračunati koncentracije iona pomoću potencijala elektrode, univerzalne plinske konstante, Faradayeve konstante, naboja iona i temperature u Kelvinima. Varijable i konstante se koriste za određivanje potencijala tvari pomoću Nernstove jednadžbe, prvi put stvorene kasnih 1800-ih. Do ranih 1900-ih, otkriveno je da bi potencijal mogao biti različit na svakoj strani staklene membrane ako bi koncentracije hidronijevih iona varirale s jedne strane na drugu.
Instrumenti koji se koriste u potenciometriji također uključuju pH-metre. pH definira je li tvar kiselina, baza ili neutralna, što može uvelike utjecati na potenciometrijska mjerenja. U elektrokemijskoj ćeliji, referentna elektroda, nazvana anoda, ima potencijal neovisan o bilo kojoj temperaturi ili varijabli analita. Indikatorska elektroda, koja se često naziva katoda, izložena je otopini analita, a njen potencijal varira ovisno o ionima prisutnim u otopini.
Indikatorske elektrode mogu biti metalne ili membranske inačice, koje se također nazivaju ionsko selektivne elektrode. Potenciometar se koristi za mjerenje strujnih krugova s malim otporom. Za korištenje sa staklenim elektrodama visokog otpora, pH-metri su prikladni za elektrokemijska mjerenja u krugovima niskog i visokog otpora. pH elektroda mora biti natopljena vodom da bi funkcionirala i ima važnu svrhu u potenciometriji. Pod pravim uvjetima, elektrokemijska svojstva bilo koje tvari mogu se odrediti pomoću elektrokemijske ćelije.