Referenzelektrode

Referenzelektrode ist eine Halbzellenelektrode, deren elektrochemisches Potenzial als stabiler, reproduzierbarer Referenzwert dient, gegen den das Potenzial einer Mess- oder Indikatorelektrode gemessen wird. Sie liefert ein nahezu konstantes Gleichgewichtspotenzial, das relativ unabhängig von der Messlösung bleibt, vorausgesetzt Temperatur und Elektrolyt bleiben innerhalb definierter Bereiche. Durch eine Salzbrücke und eine gut kontrollierte Elektrolytphase wird der Ionenaustausch zwischen Referenz- und Messlösung minimiert, um Drift und Verschiebungen zu reduzieren.

Zu den gebräuchlichsten Referenzelektroden gehören die Silber-Silberchlorid-Elektrode (Ag/AgCl) in KCl-Lösung und die Kalomel-Elektrode (Hg2Cl2 in KCl, oft als SCE bezeichnet). Diese Systeme liefern relativ stabile Referenzpotenziale gegenüber der Standard-Wasserstoff-Elektrode (SHE) bei 25 °C. Für Messungen in nicht-wässrigen Systemen kommen weitere Referenzen zum Einsatz, etwa Ag+/Ag in organischen Lösungsmitteln oder das Ferrocene/Ferrocenium-Paar (Fc/Fc+).

Aufbau und Betrieb erfordern Sorgfalt: der Elektrolytstand muss regelmäßig geprüft und aufgefüllt werden, der Kontakt zur Probenlösung muss gewährleistet sein, und Temperaturkompensation sollte berücksichtigt werden. Mercuryhaltige Referenzelektroden weisen Umwelt- und Sicherheitsaspekte auf, weshalb in vielen Anwendungen mercuryfreie Alternativen bevorzugt werden.

Referenzelektroden finden breite Anwendung in der Potentiometrie, der elektrochemischen Analytik und der pH-Messtechnik, wo sie als stabiles Gegenpol zur Mess-Elektrode dient. Sie bilden die Bezugsgröße, mit der das Potential weiterer Elektroden gemessen und interpretiert wird.