Elektrodengläser

Elektrodengläser bezeichnet Glasbauteile, die in Elektroden von elektrochemischen Messsystemen verwendet werden. Sie dienen als empfindliche Membranen bei Glas-Elektroden, zum Beispiel bei pH-Elektroden, und kommen auch als poröse Gläser in Fritten von Referenzelektroden zum Einsatz. Die Gläser bestimmen direkten Kontakt und Ionenaustausch zwischen Elektrolyt und der Elektrode.

Zusammensetzung und Typen umfassen spezialisierte Glasformen. Für die empfindliche Membran in pH-Elektroden wird H+-empfindliches Glas eingesetzt, häufig borosilikatisches Glas mit geringem Alkali-Gehalt, das stabile Potentiale ermöglicht. Poröse Gläser dienen als Fritte und schaffen eine kontrollierte Verbindung zwischen dem Innenraum der Elektrode und dem äußeren Elektrolyten. Je nach Anwendung unterscheiden sich Membranstärke, Porosität und chemische Beständigkeit.

Funktion und Leistungsmerkmale beruhen darauf, dass das Glas eine messbare Potentialdifferenz in Abhängigkeit von Wasserstoffionenkonzentration erzeugt. Bei pH-Elektroden folgt das Potential dem Nernst-Gesetz, typischerweise annähernd -59 mV pro pH-Schritt bei 25 °C. Die Geometrie der Membran (Dicke, Oberfläche) beeinflusst Reaktionszeit, Empfindlichkeit und Langzeitstabilität. Glasmembranen müssen chemisch inert gegenüber Elektrolyten sein und mechanisch belastbar bleiben.

Anwendungen finden sich in Labor- und Industrieelektronik, insbesondere bei pH-Membrandeteknologie, Ionenselektiven Elektroden und Referenzelektroden. Herstellung erfolgt durch Glas-Schmelzen, Formen, Ziehen oder Sinterprozesse, gefolgt von Wärmebehandlung und Qualitätskontrollen auf Dichtheit, Homogenität und Defektfreiheit. Elektrodengläser bleiben ein zentraler Baustein in der elektrochemischen Sensorik.