Anhand dieses Versuches soll der korrekte Umgang mit einer pH–Elektrode geübt werden. Darüber hinaus sollen die erhaltenen Messwerte sowie der Zustand der pH–Elektrode beurteilt werden.
Inhaltsverzeichnis
1. Aufgabenstellung
2. Theoretische Grundlagen
2.1 pH – Messung
2.2 Alkalifehler
2.3 Einstab – Glaselektrode und Funktionsweise der Glaselektrode
2.4 Die Nerst-Gleichung
2.5 Parameter der Elektrode
2.5.1 Steilheit
2.5.2 Nullpunkt
2.5.3 Asymmetriepotential
2.6 Ansprechzeit der Glaselektrode
2.7 Anströmgeschwindigkeit
3. Verwendete Geräte
4. Verwendete Chemikalien
5. Versuchsdurchführung, Messwerte und Auswertung
5.1 A. Ermittlung der Ansprechzeit (t90) – Einstellverfahren (Gruppe)
5.1.1 Versuchsdurchführung
5.1.2 Messwerte
5.1.3 Auswertung
5.1.4 Diskussion
5.2 B Bestimmung der Parameter (jeder)
5.2.1 Versuchsdurchführung
5.2.2 Messwerte
5.2.3 Auswertung
5.2.4 Diskussion
5.3 C Einfluss der Anströmgeschwindigkeit – Strömungspotential (Gruppe)
5.3.1 Versuchsdurchführung
5.3.2 Messwerte
5.3.3 Auswertung
5.3.4 Diskussion
5.4 D Aufnahme der Hysteresekurve (Gruppe)
5.4.1 Versuchsdurchführung
5.4.2 Messwerte
5.4.3 Auswertung
5.4.4 Diskussion
5.5 E. Ermittlung der Drift (Gruppe)
5.5.1 Versuchsdurchführung
5.5.2 Messwerte
5.5.3 Auswertung
5.5.4 Diskussion
6. Literatur
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit befasst sich mit der praktischen Handhabung von pH-Elektroden im chemischen Labor und zielt darauf ab, durch verschiedene Versuchsreihen die Leistungsfähigkeit und das Verhalten der Messelektroden unter variierenden Bedingungen zu charakterisieren.
- Grundlagen der elektrochemischen pH-Messung
- Bestimmung elektrodenspezifischer Parameter wie Steilheit und Nullpunkt
- Analyse der Ansprechzeit unter verschiedenen Messbedingungen
- Einfluss von Strömungspotentialen und Hystereseeffekten
- Untersuchung von Driftphänomenen bei Pufferlösungen
Auszug aus dem Buch
2.3 Einstab – Glaselektrode und Funktionsweise der Glaselektrode
Hierbei sind Messelektrode und Bezugselektrode in einem Stab zusammen gefasst.. Die Bezugselektrode ist hierbei ringförmig um die Messelektrode geschlossen, wobei die Glasmembran jedoch frei liegt. Die Bezugselektrode, die aus einem Silberdraht besteht, ist von einer Elektrolytlösung – meist Kaliumchlorid (KCl) – umgeben. Am Ende der Glaselektrode ist eine dünne (meist kugelförmige) Glasmembran angebracht. Diese Glaskugel ist mit einer Pufferlösung, deren pH – Wert bekannt und konstant ist, gefüllt (siehe Abb.1).
Die Glaselektrode, die sowohl eine innere als auch äußere Quellschicht besitzt, taucht in die Probelösung, mit unbekanntem pH - Wert, ein. Durch den Austausch von H3O+ - Ionen und Na+ - Ionen in der Glasmembran entstehen pH – abhängige Potentiale auf der Innen- und der Außenseite der Membran.
Taucht die Glasmembran in eine saure Lösung ein, so lagern sich H+ - Ionen an dieser Schicht an. Taucht sie hingegen in eine basische Lösung, so werden die H+ - Ionen aus der Quellschicht herausgelöst.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Aufgabenstellung: Definition der Lernziele bezüglich des korrekten Umgangs mit der pH-Elektrode und der Beurteilung von Messwerten.
2. Theoretische Grundlagen: Erläuterung der physikalisch-chemischen Prinzipien der pH-Messung, der Nernst-Gleichung und der Elektrodenparameter.
3. Verwendete Geräte: Auflistung der im Versuch eingesetzten Apparaturen und Messeinrichtungen.
4. Verwendete Chemikalien: Dokumentation der genutzten Pufferlösungen und Elektrolytlösungen.
5. Versuchsdurchführung, Messwerte und Auswertung: Detaillierte Darstellung der experimentellen Untersuchungen zur Ansprechzeit, Kalibrierung, zum Strömungspotential, zur Hysterese und zur Drift.
6. Literatur: Verzeichnis der verwendeten Quellen und Lehrbücher.
Schlüsselwörter
pH-Wert, Glaselektrode, Nernst-Gleichung, Steilheit, Nullpunkt, Asymmetriepotential, Ansprechzeit, Strömungspotential, Hysteresekurve, Drift, Pufferlösung, Elektrodenparameter, Kalibrierung, Elektrochemie, Analytik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert einen praktischen Laborversuch zur Funktionsweise und Handhabung einer pH-Einstabmesskette sowie zur Bestimmung ihrer technischen Kennzahlen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Im Fokus stehen die physikalischen Grundlagen der Potentiometrie, insbesondere die Stabilität, Empfindlichkeit und das Ansprechverhalten von Glaselektroden unter verschiedenen experimentellen Einflüssen.
Was ist das primäre Ziel des Versuchs?
Das Ziel ist die Einübung des sicheren Umgangs mit der pH-Elektrode sowie die quantitative Bewertung der Elektrodenqualität durch Parameterbestimmung.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es kommen verschiedene elektrochemische Messreihen zur Anwendung, darunter Kalibrierungen gegen Pufferlösungen sowie systematische Variationen der Rührgeschwindigkeit und Zeitverläufe zur Driftbestimmung.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in fünf experimentelle Versuchsreihen, die von der Ermittlung der Ansprechzeit über die Bestimmung von Steilheit und Nullpunkt bis hin zur Untersuchung von Hystereseeffekten und Driftverhalten reichen.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie pH-Messung, Nernst-Gleichung, Elektrodenparameter, Ansprechzeit, Drift und Potentiometrie geprägt.
Warum spielt das Strömungspotential eine Rolle bei der pH-Messung?
Das Strömungspotential ist ein Störfaktor, der durch die Bewegung der Analytlösung an der Membran entstehen kann; der Versuch untersucht dessen Einfluss auf die Genauigkeit der Messergebnisse.
Welche Auswirkung hat die Drift bei Pufferlösungen?
Wie im Versuchsteil E gezeigt, führen äußere Einflüsse wie CO2-Eintrag in offene Pufferlösungen dazu, dass der pH-Wert über die Zeit sinkt, was die Driftgenauigkeit beeinträchtigen kann.
- Quote paper
- Antonia Hendel (Author), 2006, Umgang mit einer pH–Elektrode und Bestimmung charakteristischer Elektrodenparameter, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/114664
