Grundlagen der Wasseranalytik

Der pH-Wert

Der pH-Wert ist ein logarithmisches Maß für die Konzentration der H-Ionen in einer wässrigen Lösung und beschreibt damit in Zahlenwerten, ob diese sauer, neutral oder alkalisch reagiert.
Die pH-Skala reicht von pH 0 bis pH 14, pH 7 ist neutral.
Je weiter der pH-Wert von 7 abweicht, um so aggressiver ist die Probe. Pro pH-Einheit nimmt die saure oder basische Wirkung um einen Faktor 10 zu.
Die Abbildung links zeigt einige Beispiele für pH-Werte alltäglicher Stoffe.

pH de

Das Redox-Potential

Die Höhe des Redox-Potentials (gemessen in mV) besagt, wie stark die Messlösung oxidierend oder reduzierend wirkt. Ein negativer Spannungswert bedeutet, dass die Lösung reduzierend gegenüber einer Normalwasserstoffelektrode ist. Ein positiver Wert zeigt an, dass die Lösung oxidierend wirkt.
Da die Abtötung von Mikroorganismen (Desinfektion) in direktem Zusammenhang mit der Oxidationskraft (von z.B. Chlor) steht, wird das Redoxpotential erfolgreich zur Überwachung von Desinfektionsverfahren z. B. in Bädern benutzt. Auch zur Kontrolle der Denitrifikation von Abwässern (Redoxknickpunktbestimmung), beid er Entgiftung im Galvanikbetrieb und zur Überwachung vielfältiger chemischer Prozesse (z.B. Cyanidoxidation oder Chromatreduktion) werden Redox-Messungen durchgeführt.

pH- und Redoxmessung

Die Kalibration von pH- und Redoxsonden erfolgt mit Referenzlösungen einfach durch Tastendruck. Da der Abgleich im ALMEMO® Stecker erhalten bleibt, kann die Sonde auch an anderen Geräten betrieben werden. Bei ALMEMO® Geräten mit mehreren Eingangsbuchsen können sogar mehrere Sonden mit individuellem Abgleich angeschlossen werden. Die Berechnung des pH-Wertes basiert auf der Elektrodensteilheit bei 25 °C. Weicht die Messmediumtemperatur stark von der Referenztemperatur ab, so ist bei allen ALMEMO® Geräten eine Temperaturkompensation möglich.

Die elektrische Leitfähigkeit

Die Leitfähigkeit (Einheit S/m = Siemens/Meter) ist ein Maß für die Ionen-
konzentration einer Messlösung. Sie ist um so größer, je mehr Salz, Säure oder auch Base eine Messlösung enthält. Reinstwässer haben eine Leitfähigkeit von etwa 0.05 µS/cm (bei 25°C), natürliche Wässer etwa 100 - 1000 µS/cm, einige Basen (z.B. Kaliumhydroxidlösungen) bis knapp über 1000 mS/cm.
Das Diagramm zeigt weitere Beispiele messtechnisch relevanter wässriger Lösungen. In der Praxis dient die Leitfähigkeitsmessung zur Überwachung von Anlagen, zur Herstellung von Reinstwässern oder zur Bestimmung der Salinität von Meerwasser.

Leitfaehigkeit de

Der gelöste Sauerstoff

Sauerstoff ist nicht nur Bestandteil der Luft, sondern kommt auch gelöst in Wasser und praktisch jeder Flüssigkeit vor. Zum Beispiel enthält Wasser bei einer Temperatur von 20°C und einem Luftdruck von 1013mbar im gesättigten Zustand etwa 9mg/l Sauerstoff.
Jede Flüssigkeit nimmt soviel Sauerstoff auf, bis der Sauerstoffpartialdampfdruck in der Flüssigkeit und der mit ihr im Kontakt stehenden Luft bzw. Gasphase im Gleichgewicht ist. Der Sättigungszustand (luftgesättigtes Wasser) ist erreicht, wenn der Partialdruck des physikalisch in der Flüssigkeit gelösten Sauerstoffs gleich dem Partialdruck des Sauerstoffs in der Luft.
Die aktuelle Sauerstoffkozentration steigt mit wachsendem Luftdruck und abnehmender Temperatur. Messtechnisch relevant ist
der durch durch mikrobiologische Abbauprozesse bedingte Sauerstoffverbrauch oder eine Sauerstoffproduktion, z. B. durch Algenwachstum.
Die Sauerstoffkonzentration ist für die im Wasser lebenden Tiere und Organismen und für die biologische Klärung kommunaler und industrieller Abwässer von entscheidender Bedeutung. Auch Korrosionsprozesse in Leitungen und die Haltbarkeit von Getränken hängen vom gelösten Sauerstoff in der Flüssigkeit ab.

Das können nur ALMEMO® Geräte

Durch die vollständige galvanische Trennung der Messeingänge ist es möglich, verschiedene umweltchemische Größen mit mehreren Sonden gleichzeitig mit nur einem Messgerät in einem Probennahmenbehälter zu messen, ohne dass sich die Sonden gegenseitig beinflussen! Über vorprogrammierte ALMEMO® Stecker kann beliebige Umweltsensorik angeschlossen werden.