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Wechselwirkungen
Die Sauerstoffsonde reagiert wie folgt auf den Sauerstoff-Partialdruck:
O
+ 4H
2
Bei der Reaktion (1) handelt es sich um eine Reduktion, bei der gelöster Sauerstoff zu
Wasser reduziert wird. Diese Reduktion findet an der Arbeitselektrode, der Kathode statt.
An der Zählelektrode, der Anode, findet die gleiche Reaktion in der umgekehrten Richtung
statt (Oxidation). Alle gasförmigen Substanzen, die die Membran durchdringen können und
die sich an der Arbeitselektrode reduzieren oder oxidieren lassen, beeinflussen die Messung.
Einige Beispiele für derartige Gase sind Cl
Cl
+ 2e
2
→ 2H
H
2
Reaktion (2) ist eine Reduktion, die eine positive Störung bewirkt, während die Oxidation in
Reaktion (3) eine negative Verschiebung bedeutet. Alle voltammetrischen Sonden
unterliegen diesem Einfluss von Reduktions- und Oxidationsreaktionen. Neben diesen
direkten Einflüssen der beiden chemischen Reaktionen unterliegt die Sauerstoffsonde einer
weiteren, indirekten störenden Wechselwirkung. Beim normalen Betrieb der Sonde wird an
der Kathode Sauerstoff gebildet und die gleiche Menge Sauerstoff an der Anode gebildet.
Bei einer positiven Interferenz wie in der unter (2) beschriebenen Reaktion wird an der
Kathode Chlor gebildet, während an der Anode die gleiche Menge Sauerstoff entsteht.
Dieser Sauerstoff ist zusammen mit dem gelösten Chlor elektroaktiv und trägt zum
gemessenen Strom bei.
Bei Fehlen von gelöstem Sauerstoff und in einer negativen Interferenzsituation wie unter (3)
beschrieben wird an der Kathode Wasserstoff verbraucht. An der Anode findet die
entgegengesetzte Reaktion, die Reduktion von Wasser zu Wasserstoffgas statt. In diesem
Wasserstoffinterferenz-Modus verbraucht und produziert die Sonde gleiche Mengen
Wasserstoff. Sie arbeitet dann in einem Wasserstoffgleichgewichts-Modus.
Bei einer positiven elektrochemischen Interferenz wird an der Anode Sauerstoff erzeugt, der
den Messwert nach oben verfälscht. Bei einer negativen Interferenz wird an der Anode
Wasserstoffgas erzeugt, das den Messwert nach unten verfälscht.
Sulfit-Schnelltest des Nullpunkts
Als Schnelltest, ob die Sonde den Nullpunkt erreicht, wird die Sonde häufig in eine
sulfithaltige Lösung eingetaucht. Sulfit entzieht dem Wasser gelösten Sauerstoff. Dabei ist
die Effektivität von Faktoren wie Temperatur, Medien-pH und Verunreinigungen abhängig.
Schlimmer ist jedoch, dass Sulfite durch Einblasen von Schwefeldioxid-Gas in Laugen
gebildet werden. Eventuell in der Lösung vorliegendes Schwefeldioxid diffundiert durch die
Membran der Sonde, bildet in einer Reaktion mit dem alkalischen Elektrolyt Sulfit und
stellte mit der folgenden Reaktion eine negative Interferenz dar:
2-
SO
+ H
3
Im Gegensatz zu Reaktion (1) handelt es sich bei Reaktion (4) um eine Oxidation. Der
Elektronenüberschuss befindet sich auf der entgegengesetzten Seite der Gleichung, folglich
hat der Strom für (4) das entgegensetzte Vorzeichen wie das Sauerstoffreduktionssignal. Die
Summe von (1) und (4) ist die Reaktion, mit der Sulfite der Lösung Sauerstoff entziehen,
nämlich:
O
+ 2SO
2
4/05
+
-
→ 2H
+ 4e
O
2
-
→ 2Cl
-
+
-
+ 2e
O → SO
2-
+ 2H
2
4
2-
→ 2SO
2-
3
4
UDA2182 Auswertegeräte-Produktanleitung
, O
, H
, N
H
und SO
2
3
2
2
4
+
-
+ 2e
Anhänge
(1)
.
2
(2)
(3)
(4)
(5)
149
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