Theorie Der Polarographischen Sensoren; Einführung - Mettler Toledo InPro 6950 Serie Bedienungsanleitung

72
10

Theorie der polarographischen Sensoren

10.1 Einführung
In der analytischen Messung werden zwei verschie-
dene Typen von Elektroden verwendet: Die potentio-
metrischen und die amperometrischen.
– D ie potentiometrischen Elektroden entwickeln eine
Spannung, die durch die Aktivität eines spezifi-
schen Ions erzeugt wird. Beispiele solcher Elekt-
roden sind: Glaselektroden (z.B. pH-Elektroden)
und die meisten ionenselektiven Elektroden. Ihre
individuellen Spannungswerte können jedoch
nicht bestimmt werden. Der messbare Wert ist die
Potentialdifferenz zwischen der Messelektrode und
einer fixen Referenzelektrode. Der Spannungswert
der Referenzelektrode muss dabei konstant sein.
Alle potentiometrischen Elektroden unterliegen den
Gesetzen nach Nernst. Aus diesem Grund können
die Elektroden und die Messinstrumente in den
meisten Fällen untereinander ausgetauscht
werden. Eine wichtige Eigenschaft der potentio-
metrischen Messungen ist die praktisch stromlose
Bestimmung der Elektrodenspannung.
Dadurch entstehen im Messmedium keine chemi-
schen Reaktionen und das Messmedium bleibt im
Gleichgewicht.
– B ei den amperometrischen Elektroden, wie zum
Beispiel den Sauerstoffelektroden, basiert die
Messung auf einer Strommessung.
Die herkömmlichen Sauerstoffelektoden be-
stehen aus einer Kathode und einer Anode, die
über einen Elektrolyten miteinander leitend ver-
bunden sind. Eine geeignete Polarisationsspan-
nung zwischen Anode und Kathode reduziert den
Sauerstoff an der Kathode.
Reaktion an der Kathode:
O
2
Reaktion an der Anode:
4 Ag + 4 Cl
Im Falle des InPro 6950 Sensors wurde das
Messsystem mit Referenz und Schutzringelektrode
erweitert. Diese Designänderung ermöglicht die
genaue Sauerstoffkonzentrationsmessung bis in
den Spurenbereich. Im Gegensatz zu den her-
kömmlichen Sensoren ändert dadurch auch die
elektrochemische Reaktion an der Anode.
Reaktion InPro 6950 an der Anode:
4 OH → O
Aus diesen chemischen Reaktionen resultiert
ein Strom, der proportional zum Sauerstoffpartial-
druck (pO
laufend Sauerstoff, der aus der Messlösung
InPro 6950
52 206 137 F
+ 2 H O + 4e
2
–
→ 4 AgCl + 4e
+ 2 H
2
) ist. Die Sauerstoffelektrode verbraucht
2
InPro 6950 Series O
– –
→ 4 OH
–
O + 4e–
2
© 02 / 2023 METTLER TOLEDO
Sensor 12 mm
2
Printed in Switzerland