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Die Messung des pH-Wertes

Definition, Messverfahren, Messgeräte: Auf dieser Seite finden Sie den Einstieg in die pH-Messung und die für Ihre Anwendung passenden Messgeräte.

WTW Parameter/Messgröße pH-Wert
pH Wert messen

Der pH-Wert

Das Wassermolekül hat die Eigenschaft, in wässrigen Lösungen in zwei ionische Bestandteile zu dissoziieren.

H2O ⇔ H+ + OH-

Das H+ wird Wasserstoffion oder Proton genannt, das OH- als Hydroxid-Ion bezeichnet.

Der pH-Wert beschreibt die Aktivität der Wasserstoffionen in einer wässrigen Lösung. Er bewegt sich zwischen -1 und 15. Basierend auf dieser Skala werden Flüssigkeiten als sauer, basisch oder neutral bezeichnet: Ist eine Lösung weder sauer noch basisch, so ist sie neutral. Das entspricht auf der Skala dem Wert 7. Sauer bedeutet eine höhere Aktivität der Wasserstoff­ionen und einen niedrigeren pH-Wert als 7. Basische Lösungen sind gekennzeichnet durch eine niedrigere Aktivität der Wasser­stoffionen bzw. höhere Aktivität des Hydroxid-Ions und einen pH-Wert über 7. Die unten stehende Graphik verdeutlicht anhand von Beispielen die pH-Skala.

Die pH-Skala ist eine logarithmische Skala. Eine Änderung um eine Einheit bedeutet in der Lösung eine 10-fache Zu- oder Abnahme der Aktivität der Wasserstoffionen. Damit erklärt es sich, warum die Aggressivität einer Lösung mit wachsendem Abstand vom Neutralpunkt entsprechend ­größer wird.

Um den pH-Wert zu messen bedarf es geeigneter Messgeräte. Hierzu gehören elektro-chemische Messsysteme, Test­stäbchen, Indikatoren und Colorimeter. Von diesen Verfahren liefert nur die elektro-­chemische pH Messung definierte Ergebnisse. Als Sensor dient eine pH-Elektrode.

Die pH-Elektrode ist ein elektrochemischer Sensor, bestehend aus einer Mess- und einer Referenzelektrode. Die Mess­elektrode ist aus einem speziellen Glas gefertigt, das wegen seiner Oberflächeneigenschaften besonders sensitiv für Wasser­stoff­ionen ist. 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 vom Messinstrument in den pH-Wert umgerechnet. Mit den modernen digitalen IDS pH-Elektroden findet die Signalverarbeitung direkt im Sensor statt. Das erhöht die Messsicherheit und optimiert die Dokumentation.

Der pH-Wert: pH-Skala anhand von Beispielen
WTW Graphik: pH-Skala anhand von Beispielen

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