pH / Redox

Der pH-Wert ist der wichtigste und am meisten gemessene Wert in wässrigen Lösungen. Grob gesagt beschreibt der pH-Wert ob eine Lösung sauer, neutral oder basisch ist. Er beruht auf der Dissoziation des Wassermoleküls H₂O ⇔ H⁺ + OH^- und beschreibt die Aktivität des Wasserstoffions oder Protons. Die Skala umfasst definitionsgemäß 14 Größenordnungen von 0 bis 14. Zwischen 0 und 7 werden Lösungen als sauer bezeichnet, bei exakt 7 sind sie neutral. Zwischen 7 und 14 sind sie basisch. Je kleiner der pH-Wert desto höher ist die Aktivität des Wasserstoffions und umgekehrt. Praktisch können Werte zwischen -1 und 15 erfasst werden.
Als Sensor dient eine pH-Elektrode, bestehend aus einer Mess- und einer Referenzelektrode. Die Messelektrode ist aus einem speziellen, für Wasserstoffionen sensitiven Glas. Sie ist mit einer Pufferlösung mit pH 7 gefüllt. Das Eintauchen in eine Messlösung bewirkt eine Änderung der Spannung an der Messelektrode im Vergleich zur Referenzelektrode. Diese Änderung wird erfasst und von geeigneten Messinstrumenten in den pH-Wert umgerechnet.

Redox-Wert

Die Messung des Oxidations-/Reduktionspotential beruht auf der Messung von chemischen Reaktionen in wässrigen Lösungen, bei denen die Reaktionspartner Elektronen austauschen. Dabei wird die Aufnahme von Elektronen durch einen Reaktionspartner als Reduktion bezeichnet, die Abgabe von Elektronen des anderen Reaktionspartners als Oxidation.
Eine Redox-Elektrode hilft, diese Reaktion sichtbar zu machen. Sie besteht aus einer inerten Edelmetall-Elektrode (Platin, Gold) und einer Referenzelektrode. Durch die Reaktion der beiden Partner auf der Metalloberfläche entsteht gegenüber der Referenzelektrode ein Spannungssignal, das mit einem geeigneten Messgerät gemessen werden kann. Ein Anwendungsbeispiel ist die Überwachung der Wirksamkeit von im Wasser gelösten Desinfektionsmittels wie z.B. Chlor. Das Potential einer Redoxelektrode wird immer gegenüber dem verwendeten Bezugssystem angegeben (in der Regel ein Ag/AgCl-System), wird die Umrechnung in das Potential einer Wasserstoffnormalelektrode verlangt, erfolgt einfach die Addition einer temperaturabhängigen Spannung (z.B. 207 mV bei 25 °C)