IonenselektivElektroden

IonenselektivElektroden (ISE) sind elektrochemische Sensoren, die die Aktivität eines bestimmten Ions in einer Lösung in eine elektrische Potenzialdifferenz umwandeln. Sie bestehen typischerweise aus einer membranbasierten Elektrode, deren Membran selektiv auf das Zielion reagiert, sowie einer stabilen Referenzelektrode, die einen festen Bezug liefert. Der gemessene Potentialunterschied hängt von der Aktivität des Zielions ab und folgt annähernd dem Nernstgesetz: E ≈ E0 + S log aI; bei monovalenten Ionen liegt die Steigung bei etwa 59 mV pro Dekade der Aktivität bei 25 °C.

Die Membran der ISE kann lösungsmittelgetränkte Flüssigkeitsmembranen, feste Polymermembranen oder keramische Strukturen umfassen und nutzt spezifische Ionophone, die die Bindung an das Zielion erleichtern. Bekannte Beispiele sind Valinomycin für K+ und ETH 129 für Cl−. Glaselektroden gehören zu den ältesten Typen, die für H+ (pH) eingesetzt werden. Moderne IonenselektivElektroden umfassen zudem festkontaktierte oder screen-printed Varianten, die oft ohne innere Fülllösung arbeiten und sich gut für kompakte oder disposable Messformen eignen.

Anwendungen erstrecken sich über Umwelt- und Wasserqualitätsüberwachung, klinische Analytik, Landwirtschaft, Lebensmittel- und Prozessüberwachung. Wichtig sind regelmäßige Kalibrierungen mit Standards, Temperaturkompensation, sowie die Bewertung der Selektivität gegenüber störenden Ionen, ausgedrückt durch Selektivitätskoeffizienten. Zur Langlebigkeit und Zuverlässigkeit tragen geeignete Lagerung,Membranwechsel und Beachtung von Messbedingungen (z. B. pH, Ionenstärke) bei. IonenselektivElektroden bieten schnelle Messungen im wässrigen Milieu, erfordern jedoch passende Referenzelektroden und korrekte Wartung.