Ork
15.04.2004, 20:58
Hallo Kekule,
Dein Beitrag war wirklich ausgezeichnet, nur für mich als nicht Chemie involvierter etwas schwer zu verstehen. Dank Deiner Aufzeichnung habe ich mir heute mal das Buch "Chemie für Ingenieure" von Forst, Kolb und Rosswag aus der Bibo ausgeliehen und hab jetzt einmal versucht, diese Messmethode in die Ingenieurssprache, also für mich verständlich zuübersetzen. Hoffe dass kein Fehler sich eingeschlichen hat, wenn doch dann bitte berichtigen.
Also langsam ganz von vorne bei a:
Um den pH-Wert elektronisch zu messen braucht man immer zwei Elektroden. Eine Indikatorelektrode = galvanische Halbzelle deren von der Aktivität abhängige Potentialdifferen für Aktivitätsermittlungen, in diesem Fall den pH-Wert genutzt wird. Eine zweite galvanische Halbzelle ist als Bezugselektrode erforderlich. Soll heißen, eine Elektrode liefert immer eine konstante Spannung in mV, die andere liefert abhängig vom pH-Wert eine unterschiedliche Spannung in mV. Die Differenz = die Potentialdifferenz, die messtechnisch erfasst, verstärkt und danach geregelt wird.
In der technischen Anwendung werden Silber-Silberchloridelektroden als Bezugselektrode verwendet = einer der eingelassene Metallfäden in der Elektrode. Als Indikatorelektrode wird seit Jahrzehnten die Glaselektrode verwendet = messbare Spannung wird über den zweiten Silber-Silberchloridfaden abgefasst. Am Lebensdaueranfang einer solchen pH-Elektrode muß immer eine Standartpufferlösung KCl zugeführt werden. Nur dadurch kann gewährleistet werden, dass die Indikator- und Bezugselektrode eine definierte Potentialabhängigkeit haben.
Glas kann als Elektrode verwendet werden, da sie Alkaliionen besitzen und somit zur Gruppe der festen Elektrolyte zählen. Die Kugel oder Spitze der Glaselektrode kann oberflächlich quellen. Soll heißen, sie wird von einer hauchdünnen Gelschicht überzogen. Hier an dieser Gelschicht stellen sich Ionenaustausch-Gleichgewichte zwischen H3O+-Ionen der Lösung = Aquarienwasser und der Gelschicht ein, die zu einer Potentialdifferenz führen. An einer Glaselektrode findet also kein Redox- sondern ein Ionenaustausch statt. Das sich einstellende Ionenaustausch-Gleichgewicht ist für die abgreifbare Spannung verantwortlich.
Da es bei unterschiedlichen pH-Werten zu unterschiedlichen Gleichgewichtseinstellungen kommt, kann durch die beiden Elektroden (auch Ableitelektroden genannt) deren Differenz als Spannung zur Anzeige gebracht werden. Je geringer ein pH-Wert, also je säurehaltiger das Aquarienwasser ist, um so mehr H3O+ -Ionen liegen im Aquarienwasser vor. Je mehr solcher Ionen vorliegen, um so größer ist das sich einstellende Ionenaustausch-Gleichgewicht an der Quellschicht der Glaselektrode, also um so höher ist die Potentialdifferenz zwischen den beiden Ableitelektroden, um so größer ist die messbare Spannung in mV und um so tiefer wird der vorhandene pH-Wert optisch angezeigt.
Hab ich das jetzt so richtig verstanden?
Dein Beitrag war wirklich ausgezeichnet, nur für mich als nicht Chemie involvierter etwas schwer zu verstehen. Dank Deiner Aufzeichnung habe ich mir heute mal das Buch "Chemie für Ingenieure" von Forst, Kolb und Rosswag aus der Bibo ausgeliehen und hab jetzt einmal versucht, diese Messmethode in die Ingenieurssprache, also für mich verständlich zuübersetzen. Hoffe dass kein Fehler sich eingeschlichen hat, wenn doch dann bitte berichtigen.
Also langsam ganz von vorne bei a:
Um den pH-Wert elektronisch zu messen braucht man immer zwei Elektroden. Eine Indikatorelektrode = galvanische Halbzelle deren von der Aktivität abhängige Potentialdifferen für Aktivitätsermittlungen, in diesem Fall den pH-Wert genutzt wird. Eine zweite galvanische Halbzelle ist als Bezugselektrode erforderlich. Soll heißen, eine Elektrode liefert immer eine konstante Spannung in mV, die andere liefert abhängig vom pH-Wert eine unterschiedliche Spannung in mV. Die Differenz = die Potentialdifferenz, die messtechnisch erfasst, verstärkt und danach geregelt wird.
In der technischen Anwendung werden Silber-Silberchloridelektroden als Bezugselektrode verwendet = einer der eingelassene Metallfäden in der Elektrode. Als Indikatorelektrode wird seit Jahrzehnten die Glaselektrode verwendet = messbare Spannung wird über den zweiten Silber-Silberchloridfaden abgefasst. Am Lebensdaueranfang einer solchen pH-Elektrode muß immer eine Standartpufferlösung KCl zugeführt werden. Nur dadurch kann gewährleistet werden, dass die Indikator- und Bezugselektrode eine definierte Potentialabhängigkeit haben.
Glas kann als Elektrode verwendet werden, da sie Alkaliionen besitzen und somit zur Gruppe der festen Elektrolyte zählen. Die Kugel oder Spitze der Glaselektrode kann oberflächlich quellen. Soll heißen, sie wird von einer hauchdünnen Gelschicht überzogen. Hier an dieser Gelschicht stellen sich Ionenaustausch-Gleichgewichte zwischen H3O+-Ionen der Lösung = Aquarienwasser und der Gelschicht ein, die zu einer Potentialdifferenz führen. An einer Glaselektrode findet also kein Redox- sondern ein Ionenaustausch statt. Das sich einstellende Ionenaustausch-Gleichgewicht ist für die abgreifbare Spannung verantwortlich.
Da es bei unterschiedlichen pH-Werten zu unterschiedlichen Gleichgewichtseinstellungen kommt, kann durch die beiden Elektroden (auch Ableitelektroden genannt) deren Differenz als Spannung zur Anzeige gebracht werden. Je geringer ein pH-Wert, also je säurehaltiger das Aquarienwasser ist, um so mehr H3O+ -Ionen liegen im Aquarienwasser vor. Je mehr solcher Ionen vorliegen, um so größer ist das sich einstellende Ionenaustausch-Gleichgewicht an der Quellschicht der Glaselektrode, also um so höher ist die Potentialdifferenz zwischen den beiden Ableitelektroden, um so größer ist die messbare Spannung in mV und um so tiefer wird der vorhandene pH-Wert optisch angezeigt.
Hab ich das jetzt so richtig verstanden?