Definition des pH-Meters
Ein pH-Meter ist ein Instrument zur Bestimmung des pH-Werts einer Lösung. Es basiert auf dem Prinzip einer galvanischen Batterie. Die elektromotorische Kraft zwischen den beiden Elektroden der galvanischen Batterie folgt dem Nernschen Gesetz und hängt nicht nur von den Eigenschaften der Elektroden, sondern auch von der Konzentration der Wasserstoffionen in der Lösung ab. Zwischen der elektromotorischen Kraft der galvanischen Batterie und der Wasserstoffionenkonzentration besteht ein direkter Zusammenhang; der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration entspricht dem pH-Wert. pH-Meter sind gängige Analysegeräte und finden breite Anwendung in der Landwirtschaft, im Umweltschutz und in der Industrie. Der pH-Wert des Bodens ist eine wichtige Bodeneigenschaft. Bei der pH-Wert-Messung müssen Faktoren wie die Temperatur und die Ionenstärke der zu untersuchenden Lösung berücksichtigt werden.
Das Funktionsprinzip des pH-Meters
Der pH-Wert ist definiert als der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration in einer wässrigen Lösung. Vereinfacht ausgedrückt ist der pH-Wert eine Zahl, die den Säure- oder Basengehalt einer Lösung quantifiziert. Er gibt an, wie viele Wasserstoffionen eine bestimmte Substanz in der Lösung freisetzen kann. Im pH-Bereich gilt ein pH-Wert von 7 als neutral. Lösungen mit einem pH-Wert von 0–7 gelten als sauer, und Lösungen mit einem pH-Wert über 7 bis 14 werden als alkalisch bezeichnet. In biologischen Systemen ist der pH-Wert von entscheidender Bedeutung. Dank des präzise eingestellten pH-Werts können die meisten Biomoleküle in unserem Körper optimal funktionieren. Auch in experimentellen Systemen muss der erforderliche pH-Wert eingehalten werden, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Daher wird in biologischen Experimenten ein pH-Meter verwendet, um den pH-Wert genau zu überwachen.
Das pH-Meter ist eine pH-sensitive Elektrode, die die Aktivität von Wasserstoffionen in einer Lösung misst und diese Information weiterleitet. Das Gerät besteht aus zwei Glasröhrchen, die jeweils eine Elektrode, eine Referenzelektrode und eine Sensorelektrode enthalten. Die Referenzelektrode enthält gesättigte Kaliumchloridlösung (KCl), während die Sensorelektrode eine Pufferlösung mit einem pH-Wert von 7 enthält. Ein mit Silberchlorid beschichteter Silberdraht ist in diese beiden Lösungen eingetaucht. Am Ende der Sensorelektrode befindet sich ein Kolben aus porösem Glas, der mit Siliciumdioxid und einem Metallsalz beschichtet ist.
Zur pH-Wert-Messung einer Lösung wird das pH-Meter in die Lösung eingetaucht. Sobald der Messkolben der Sensorelektrode die Lösung berührt, ersetzen die Wasserstoffionen in der Lösung die Metallionen am Kolben. Dieser Austausch der Metallionen bewirkt einen Stromfluss im Metalldraht, der von einem Voltmeter gemessen wird.
Das pH-Meter gehört zu den am häufigsten verwendeten Geräten in biologischen Laboren. Es dient der routinemäßigen pH-Wert-Analyse von Puffern, Lösungen und Reagenzien, um die Korrektheit der Versuchsbedingungen sicherzustellen. Für genaue Messwerte muss das Gerät regelmäßig kalibriert werden.
Anwendung des pH-Meter-Detektors
Anwendung eines pH-Meters im häuslichen Abwasserbehandlungsprozess
Anwendung eines pH-Meters bei der Behandlung von galvanischen Abwässern
Anwendung von Online-pH-Metern in der Industrie
Kalibrierung des pH-Meters
Veröffentlichungsdatum: 15. Dezember 2021