ReferenzElektroden

Referenzelektroden sind elektrochemische Elektroden, die in elektrochemischen Zellen ein festes, gut reproduzierbares Referenzpotential liefern. Sie dienen dazu, das Potential der Arbeitselektrode gegen eine bekannte Referenz abzuleiten, sodass die gemessene Spannungsdifferenz unabhängig von der Probenlösung konsistent bleibt.

Gängige Referenzelektroden in wässrigen Systemen sind die silber/silberchlorid-Elektrode (Ag/AgCl) in KCl-Lösung und die saturierte Kalomel-Elektrode (SCE) in KCl. Das Ag/AgCl-Paar hat typischerweise ein Potential von etwa +0,2 V gegenüber der Standard-Wasserstoffelektrode bei 25 °C, abhängig von der KCl-Konzentration. Die SCE liegt bei rund +0,24 V gegenüber SHE. In bestimmten Anwendungen kommen Cu/CuSO4-Zellen oder nicht-aquatische Referenzen wie Ag+/Ag in organischen Lösungsmitteln zum Einsatz.

Konstruktionell unterscheiden sich Referenzelektroden durch den Innenraum, die Fülllösung und die Verbindung zum Messraum. Oft gibt es Single-Junction- oder Double-Junction-Ausführungen; Doppeljunctionen reduzieren das Risiko von Kontaminationen und minimieren das Netto-Junction-Potential. Die Referenzelektrode soll ein chemisch stabiles, reproduzierbares Potential liefern und möglichst wenig mit der Probenlösung reagieren.

Anwendungen umfassen Potentiometrie, pH-Messungen, Korrosionsuntersuchungen und Batterietests. Wartung umfasst regelmäßigen Austausch der Fülllösung, Überprüfung der Dichtung, gelegentliche Kalibrierung und sachgerechte Lagerung. Umwelt- und Sicherheitsaspekte, insbesondere bei Kalomel- bzw. Quecksilberverbindungen, sind zu berücksichtigen und geeignete Alternativen zu bevorzugen.