Основан на измерении разности потенциалов между 2-мя разнородными электродами, опущенными в исследуемый раствор. Один из электродов индикаторный и его потенциал зависит от концентрации исследуемого компонента. Второй электрод сравнения (стандартный). Его потенциал постоянный во время исследования.
∆ Ε= Εинд – Εсравн
Потенциал индикаторного электрода зависит от концентрации исследуемого вещества согласно уравнения Нернста.
Εинд= Ε0 ± (RT/nF)*lnC
где Ε0 – стандартный потенциал, который зависит от природы иона, температуры, типа электродов;
n – заряд иона;
R – универсальная газовая постоянная 8,313 Дж-моль/К
T – температура в градусах Кельвина;
C – концентрация исследуемого компонента,моль/дм3
F – постоянная Фарадея, 96500 Кл/моль.
Для температуры T=298К
Εинд= Ε0 ±(0,059/ n)*lgC
<< +>> - в формуле ставится для катионов; << - >> - в формуле ставится для анионов;
Потенциометрический анализ может выполняться различными методами.
Чаще всего используется метод градуировочного графика, в котором готовят растворы с известной концентрацией исследуемого иона и измеряют для каждого раствора электродный потенциал. На основании полученных данных строят градуировочный график.
Затем берут исследуемый раствор и измеряют его потенциал. Далее по графику находят его концентрацию.

Приборы, которые используют в потенциометрическом методе анализа – потенциометры, иономеры, концентратомеры, рН-метры, нитратометры, солемеры.