pH-empfindliche Glasmembran

Eine pH-empfindliche Glasmembran ist ein präzises elektrochemisches Sensorelement aus speziell formuliertem Glas, das Metalloxide (typischerweise Lithium-, Natrium- oder Calciumoxide) enthält. Diese Glasmembran entwickelt bei Kontakt mit wässrigen Lösungen eine Potenzialdifferenz aufgrund des Ionenaustauschs zwischen der Glasoberfläche und Wasserstoffionen in der Lösung. Das elektrische Potenzial der Membran variiert logarithmisch mit der Wasserstoffionenkonzentration gemäß der Nernst-Gleichung, was eine genaue pH-Messung in industriellen Anwendungen ermöglicht.

Die Glasmembran arbeitet nach dem Ionenaustauschprinzip, bei dem Wasserstoffionen aus der Lösung mit Alkalimetallionen in der Glasmembran interagieren. Dies erzeugt eine Potenzialdifferenz über die Glasmembran, die proportional zur pH-Differenz zwischen der internen Referenzlösung und der externen Testlösung ist. Das erzeugte Millivoltsignal folgt der Nernst-Gleichung: E = E0 + (RT/F) * ln(aH+), wobei E das Potenzial, R die Gaskonstante, T die Temperatur, F die Faraday-Konstante und aH+ die Wasserstoffionenaktivität ist.

Die Glaskugel arbeitet nach dem Ionenaustauschprinzip, bei dem Wasserstoffionen aus der Lösung mit Alkalimetallionen in der Glasmembran interagieren. Dadurch entsteht eine Potenzialdifferenz über die Glasmembran, die proportional zur pH-Differenz zwischen der internen Referenzlösung und der externen Testlösung ist. Das erzeugte Millivoltsignal folgt der Nernst-Gleichung: E = E0 - (RT/F) * ln(aH+), wobei E das Potenzial, R die Gaskonstante, T die Temperatur, F die Faraday-Konstante und aH+ die Wasserstoffionenaktivität ist.