Ionensensitive Elektroden

Messprinzip ionenselektiver Elektroden

Ionensensitive Elektroden, auch ionenselektive Elektroden genannt, reagieren gezielt auf ein bestimmtes Ion in einer Lösung. Die Messung erfolgt potentiometrisch: Zwischen Messelektrode und Referenzelektrode entsteht eine Spannung, die mit der Ionaktivität in Beziehung steht. Das Verfahren eignet sich für gelöste Ionen wie etwa Natrium, Kalium, Calcium, Chlorid, Fluorid oder Nitrat. Für belastbare Resultate sind eine geeignete Kalibrierung, stabile Messbedingungen und die Berücksichtigung möglicher Störeinflüsse relevant.

Typische Anwendungen in Umwelt-, Wasser- und Prozessanalytik

Ionensensitive Elektroden werden überall dort verwendet, wo einzelne Ionen direkt in wässrigen Medien bestimmt werden sollen. Typische Einsatzbereiche sind die Analyse von Trink-, Abwasser- und Prozesswasser, Untersuchungen in der Umweltanalytik sowie Laborprüfungen in Industrie, Forschung und Ausbildung. Sie kommen auch bei Proben zum Einsatz, bei denen eine schnelle Bestimmung vor Ort oder eine laufende Überwachung einzelner Parameter gefragt ist. Je nach Messaufgabe können Einzelmessungen, Reihenanalysen oder kontinuierliche Messungen sinnvoll sein.

Bauformen, Membrantypen und Messkonfigurationen

Die Selektivität ionensensitiver Elektroden wird durch den Membrantyp bestimmt. Verwendet werden unter anderem Glasmembranen, Festkörpermembranen und flüssigkeits- oder polymerbasierte Membransysteme. Erhältlich sind kombinierte Elektroden mit integrierter Referenzelektrode sowie separate Mess- und Referenzelektroden für spezifische Anordnungen. Je nach Anwendung kommen Laborfühler, robuste Prozessausführungen oder Systeme für mobile Messungen in Frage.

Abgrenzung zu Ionenchromatographie und spektrometrischen Verfahren

Innerhalb der chemischen Analysen gehören ionensensitive Elektroden zu den elektrochemischen Messverfahren. Im Unterschied zur Ionenchromatographie trennen sie keine Stoffgemische chromatographisch auf, sondern bestimmen ein Zielion direkt in der Probe. Gegenüber UV-Vis-, Infrarot- oder Plasma-Spektrometern erfolgt die Messung nicht optisch, sondern über ein elektrisches Potential an der Elektrode. Sie unterscheiden sich auch von allgemeinen Prozesskomponenten zum Messen, Regeln und Überwachen, weil sie auf die analytische Bestimmung bestimmter Ionen ausgerichtet sind.