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T02.0.0X.6B-09 Montage- und Betriebsanleitung GPHU014 MP Seite 6 von 12
5 Grundlagen zur Messung
5.1 pH-Messung
Der pH-Wert beschreibt das saure oder alkalische Verhalten einer wässrigen Lösung.
pH-Werte unter 7 sind sauer (je kleiner desto saurer), Werte über 7 gelten als alkalisch, pH 7 = neutral.
Er errechnet sich aus dem negativen dekadischen Logarithmus der Wasserstoffionen-Aktivität (diese ist oft nähe-
rungsweise gleich der Wasserstoffionen-Konzentration):
 







 


 mit 

: Wasserstoffionenkonzentration in mol/l


: Aktivitätskoeffizient der Wasserstoffionen (meist kleiner 1)
Die Abkürzung „pH“ steht für pondus Hydrogenii (lateinisch pondus: „Gewicht“; Hydrogenium: „Wasserstoff“).
Um den pH-Wert einer Lösung zu registrieren, sollte dieser immer mit der Messtemperatur zusammen erfasst wer-
den, Bsp.:
pH 5.87; 22.8 °C.
Grund: Die meisten Flüssigkeiten verändern ihren pH-Wert mit der Temperatur.
Die pH-Messung ist eine sehr präzise aber auch empfindliche Messung. Die gemessenen Signale sind sehr
schwach (hochohmig), besonders wenn in schwachen/ionenarmen Medien gemessen wird. Es ist deshalb darauf zu
achten, dass
 Störungen (elektrostatische Aufladungen etc.) vermieden werden.
 durch langsames Rühren ein stabiler Messwert erreicht wird.
 Steckkontakte trocken und sauber gehalten werden.
 Elektroden (außer spezielle wasserdichte Ausführungen) möglichst nicht länger über den Schaft hinaus unter-
getaucht werden.
 die Elektrode ausreichend oft kalibriert wird (s.u.). Die Kalibrierhäufigkeit ist abhängig von der Elektrode und der
Anwendung und kann zwischen jeder Stunde und mehreren Wochen liegen.
 Eine geeignete Elektrode verwendet wird. Siehe Kapitel 5.2.3 pH-Elektrodenauswahl.
5.2 pH-Elektroden
5.2.1 Aufbau
In der Regel kommen sogenannte pH-Einstabmessketten zum Einsatz, das heißt,
alle erforderlichen Bauteile sind in einer einzigen Elektrode integriert (inkl. Refe-
renzelektrode).
Teilweise ist sogar die Temperaturmessung integriert (hier nicht dargestellt)
Das Diaphragma kann in unterschiedlicher Art und Weise ausgeführt sein, es bildet
eine Verbindung zwischen Elektrolyt und zu der messenden Flüssigkeit. Eine Ver-
stopfung / Verschmutzung des Diaphragmas ist oft die Ursache für Fehlverhalten
und Trägheit der Elektrode.
Die Glasmembran ist sehr schonend zu behandeln. Auf ihr bildet sich die soge-
nannte „Quellschicht“ -> entscheidend für die Messung. Damit diese bestehen
bleibt, muss die Elektrode immer feucht gehalten werden (s.u.).
5.2.2 Weiterführende Informationen
pH-Elektroden sind Verschleißteile, die je nach chemischer und mechanischer
Belastung dann auszuwechseln sind, wenn die geforderten Werte auch nach sorg-
fältiger Reinigung und evtl. Regenerierung nicht mehr eingehalten werden können
oder das Signal sehr träge wird. Beim Einsatz ist zu berücksichtigen, dass ver-
schiedene Stoffe in wässrigen Lösungen Glas angreifen und dass evtl. Chemika-
lien mit der KCl-Lösung in der Elektrode chemisch reagieren und zu Verblockun-
gen am Diaphragma führen können.
Beispiele:
 bei proteinhaltigen Lösungen, wie sie zum Beispiel bei Messungen in Medizin
und Biologie vorkommen, kann KCl zur Denaturierung des Proteins führen.
 koagulierte Lacke.
 Lösungen, die höhere Konzentrationen an Silberionen enthalten.
Stoffe, die sich auf der Glasmembrane oder dem Diaphragma ablagern, beeinflussen die Messung und müssen
regelmäßig entfernt werden. Dies kann z.B. über automatische Reinigungseinrichtungen geschehen.