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Lexikon der Chemie: Glaselektrode

Glaselektrode, die in der Praxis wichtigste Indikatorelektrode (Elektrode) zur potentiometrischen Bestimmung des pH-Wertes. Die G. besteht meistens aus einer kugelförmigen Glasmembran spezieller Zusammensetzung, die mit einer Pufferlösung bekannten pH-Wertes (pHi) gefüllt ist. In diese Pufferlösung taucht als innere Ableitung eine Kalomel- oder Silber/Silberchlorid-Elektrode ein. Taucht man die G. in eine Lösung mit unbekanntem pH-Wert (pHx) ein, so bildet sich an den beiden Phasengrenzen der Glasmembranoberfläche eine Potentialdifferenz Ug aus, für die, abgeleitet aus der Nernst-Gleichung, für 25 °C gilt: Ug = 0,05916 (pHi - pHx) in Volt. Zur Messung von Ug benötigt man eine weitere Elektrode, die als Referenzelektrode in die Probelösung taucht (Außenableitung). Werden Innen- und Außenableitung in einem konzentrischen Schaft vereinigt, erhält man eine Einstabmeßkette. Die Glasmembranoberfläche muß vor Gebrauch gewässert werden. Die sich dadurch auf der Glasoberfläche bildende Gelschicht ist für die Potentialeinstellung erforderlich.

In der Praxis bestimmt man den pH-Wert mit Meßgeräten (pH-Meter oder Potentiometer), die es gestatten, den pH-Wert direkt abzulesen. Dafür ist es erforderlich, die Glaselektroden-Meßkette zu eichen. Mit einer Pufferlösung, deren pH-Wert dem der inneren Pufferlösung entspricht, ermittelt man das Asymmetriepotential. Mit einer zweiten Pufferlösung, deren pH-Wert sich möglichst stark von der ersten Pufferlösung unterscheidet, bestimmt man die Steigung, d. i. die Potentialänderung der Meßkette bei Änderung des pH-Wertes um eine Einheit. Beide Werte stellt man am Gerät fest ein und kann danach pH-Werte direkt messen und ablesen. Diese Eichung muß in Abhängigkeit von der Güte der G. von Zeit zu Zeit wiederholt werden.

Für spezielle Meßprobleme gibt es spezielle Glaselektrodentypen (z. B. für Bodenuntersuchungen, pH-Wert-Bestimmung in Lebensmitteln oder lebendem Gewebe). G. werden durch Elektrodengifte, z. B. Proteine, Schwermetall- und Sulfid-Ionen sowie durch Redoxmittel in ihrer Funktion nicht gestört. Dagegen werden sie in sauren, Fluorid-Ionen enthaltenden Lösungen, zerstört. In stark sauren und in alkalischen Lösungen zeigen G. älterer Bauart Abweichungen der linearen EMK-Änderung vom pH-Wert, die als Säure- bzw. Alkalifehler bekannt sind. Durch Verwendung anderer Glasarten sind nun G. im Handel, die solche Fehler kaum noch zeigen und im Bereich von pH 1 bis pH 13, in manchen Fällen sogar bis pH 14, einwandfrei funktionieren.

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