Der pH-Wert und das pH-Meter

Der pH-Wert und das pH-Meter
Definition des pH-Wertes:
Der pH-Wert wird als negativer,dekalischer Logarithmus der
Wasserstoffionen-Konzentration definiert.Um eine Scala zu entwerfen
muß ein Basispunkt gewählt werden, hierfür wurde das Ionenprodukt
des Wassers verwendet. Wasser enthält 10 mol/l gelöste Ionen,
davon wurde die Hälfte genommen um einen neutralen Punkt zu
wählen (10 mol/l). Die pH-Wertscala hat daher auch 14
verschiedene Einheiten (je 10 mol/l). Die anderen 13 Einheiten sind
in sauer (Säure) und alkalisch (Lauge) eingeteilt.
Bereich |pH-Wert| H -Konzentration (mol/l) | OH - Konzentration(mol/l)
| 0 | 1 | 0,00000000000001
| 1 | 0,1 | 0,0000000000001
| 2 | 0,01 | 0,000000000001
sauer | 3 | 0,001 | 0,00000000001
| 4 | 0,0001 | 0,0000000001
| 5 | 0,00001 | 0,000000001
| 6 | 0,000001 | 0,00000001
neutral | 7 | 0,0000001 | 0,0000001
| 8 | 0,00000001 | 0,000001
| 9 | 0,000000001 | 0,00001
| 10 | 0,0000000001 | 0,0001
alkalisch | 11 | 0,00000000001 | 0,001
| 12 | 0,000000000001 | 0,01
| 13 | 0,0000000000001 | 0,1
| 14 | 0,00000000000001 | 1

Das pH-Meter
Aufbau des Sensors:
Ein pH-Meter besteht aus 3 Komponenten, dem Messumwandler, der
Messelektrode und der Bezugselektrode. Man bezeichnet diese beiden
Elektroden als einen Sensor.Wenn beide Elektroden in eine
Flüssigkeit getaucht werden kann eine für jeden pH-Wert typische
Spannung zwischen den beiden Elektroden gemessen werden. Dies
beruht darauf, daß sich als erstes an dem Membranglas des Sensors
eine Quellschicht ansetzt sowohl auserhalb der Elektrode wie auch
innerhalb der Elektrode. Die Innenseite der Glasmembrane steht in
Kontakt mit einer Pufferlösung (Innenpuffer). Je nach pH-Wert der
Meßlösung diffundieren die H -Ionen aus der Quellschicht heraus
oder hinein.Wenn die Meßlösung alkalisch ist diffundieren die
H -Ionen nach außen ,wobei sich an der äußeren Quellschicht ein
negatives Potential aufbaut. Der pH-Wert an der inneren Quellschicht
bleibt dabei aber immer gleich und das Potential an der Innenseite
bleibt daher auch immer konstant. Jetzt kann die für jeden pH-Wert
typische Spannung ermittelt werden indem die Potentialdifferenz von
den Quellschichten innen/außen ausgerechnet wird.
Glasmembrahnfunktion
Innenpuffe
r
Quellschicht
Glasmembran
H
H
saure Lösung
alkalisch Lösung

Umgang mit der Elektrode
Wartung:
Eine pH-Wert Elektrode muß nach jedem Gebrauch oder nach
jeglicher Verschmutzung gereinigt werden. Wenn z.B. die Elektrode
in Berührung mit öligen Stoffen gekommen ist, sollte sie mit einem
Lösungsmittel wie Aceton oder Aethanol kurz abgespritzt bzw.
gewaschen werden.
Aufbewahrung:
Die pH-Meter Elektrode sollte in einem Referenzelektrolyten gelagert
werden. Die Lagerung in einem Referenzelektrolyten hat den Vorteil,
daß die Elektrode jederzeit mit einer schnellen Ansprechzeit zur
Verfügung steht. Wenn die Elektrode trocken gelagert wird, ist sie
erst nach einer mehrstündigen Wässerung wieder betriebsbereit. Die
Lagerung in destiliertem Wasser ist nicht sehr empfehlenswehrt, weil
sich dadurch der Nullpunkt der Elektrode verschieben kann und die
Ansprechzeit verlängert wird.
Alterung:
Die Alterung einer pH-Meter Elektrode erkennt man daran, daß die
Ansprechzeit zu nimmt, das die Steilheit abnimmt und das der
Nullpunkt verschoben wird. Eine pH-Meter Elektrode hat eine
Lebensdauer von ca. 1-3 Jahren wenn Messungen bei
Raumtemperatur durchgeführt werden. Falls kontinuierliche
Messungen bei 90°C durchgeführt werden, sinkt die Lebensdauer auf
ein paar Monate.
Quelle : Unbekannt