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GlaselektrodeZoomA-Z

Fachgebiet - Labortechnik, Analytische Chemie, Elektrochemie

Die Glaselektrode besteht aus einer dünnwandigen Glaskugel, die mit einer Lösung mit bekanntem und konstantem pH-Wert (Pufferlösung) gefüllt ist und in die Probelösung mit unbekanntem pH-Wert eintaucht. In die Innen- und Außenlösung tauchen zwei Ableitelektroden (zum Beispiel Kalomel- oder Silberchloridelektroden) mit festgelegter KCl-Konzentration.

Abb.1

Anordnung: AgAgClKCl(ges) | Lösung II || Lösung I | KCl(ges) | AgClAg

Da die beiden Elektrodenpotentiale entgegengesetzt gleich sind, ist das Potential der Zelle ausschließlich durch den an der Glasmembran auftretenden Potentialsprung bestimmt. Die Potentialdifferenz hängt von der pH-Differenz zwischen Innen- und Außenlösung ab.

E=0,059Vlg([H3O+]1[H3O+]2)mit[H3O+]2=konstantΔE=E0+0,059Vlg[H3O+]1bzw.ΔE=E00,059VpH

E0 hängt von der verwendeten Glasart und auch von der Zeit ab, das heißt Glaselektroden verändern ihr Potential geringfügig im Laufe von Monaten beziehungsweise Jahren. Die Messung erfolgt in der Praxis nach Eichung der Glaselektrode mit Pufferlösungen bekannten pH-Wertes. Der Anwendungsbereich liegt zwischen pH 1 und 9. Im alkalischen Gebiet treten Abweichungen auf (Alkalifehler). Deshalb wurden auch spezielle Glaselektroden für den alkalischen Bereich entwickelt.

Die Wirkungsweise der Glaselektrode erscheint zunächst recht undurchsichtig. Man ist heute der Ansicht, dass die Potentialbildung durch Ionenaustausch auf beiden Seiten der Glasmembran stattfindet und zwar Oxonium- gegen Alkaliionen des Glases. Der Übertritt von Oxoniumionen durch die Membran würde theoretisch bei Stromfluss stattfinden, ist allerdings extrem gehemmt, weshalb lediglich stromlos die EMK gemessen wird. Redoxreaktionen sind an der Potentialbildung offenbar nicht beteiligt, was in der Unempfindlichkeit der Glaselektrode gegen oxidierende oder reduzierende Substanzen zum Ausdruck kommt.

Die Glaselektrode ist die älteste ionenspezifische (lonensensitive, ionenselektive) Elektrode, denn ihr Potential wird nur von der Oxoniumkonzentration, nicht von anderen vorhandenen Ionen bestimmt.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Messung der Konzentration mit ElektrodenLevel 145 min.

ChemieTechnische ChemieChemische Messtechnik

In der Lerneinheit werden Methoden zur Messung der Konzentration mittels Elektroden erläutert.