Referenzelektrodenpotential

Referenzelektrodenpotential

Das Referenzelektrodenpotential ist das stabile, gut definierte Elektrodenpotenzial einer Referenzelektrode in einem gegebenen Elektrolyten, das als Bezugspunkt dient, um das Potenzial einer Arbeits- oder Messelektrode in einer elektrochemischen Zelle zu bestimmen. Es entsteht durch ein reversibles Redoxpaar an der Elektrodenoberfläche, dessen Gleichgewichtspotenzial sich nach dem Nernstgesetz ergibt. In der Praxis soll das Referenzelektrodenpotential unter Betriebsbedingungen konstant bleiben und durch keinen nennenswerten Stromfluss signifikant verschoben werden.

Typische Referenzelektroden und Orientierungspunkte

Zu den bekanntesten Referenzelektroden gehören das Standard-Wasserstoffelektrodenpotential (SHE) als globaler Referenzwert (0 V, definierter Referenzzustand), sowie kommerziell gebräuchliche Referenzelektroden wie Silber/Silberchlorid (Ag/AgCl) und das gesättigte Kalomlelektroden (SCE). Die angezeigten Potenzialwerte hängen von Temperatur, Elektrolytzusatz und der Wahl des Referenzelektrodenpaares ab. Praktisch wird angestrebt, dass das Referenzelektrodenpotential bei niedrigen Polarisationströmen stabil bleibt und kaum vom Messstrom beeinflusst wird.

Wichtige Eigenschaften und Einschränkungen

Ein gutes Referenzelektrodenpotential ist stabil, reproduzierbar und nur gering polarisierbar. Eine mögliche Fehlerquelle ist das Flüssigkeitsplättchen (junction potential) zwischen dem Referenzelektrolyten und der Probenlösung, das zu Messabweichungen führen kann. Temperaturänderungen beeinflussen das Potential signifikant, weshalb in Messungen oft Temperaturkontrollen oder Kalibrierungen erforderlich sind.

Anwendungen

Referenzelektrodenpotentiale werden in der Potentiometrie, in der Polarisations- und Zyklischen-Voltametrie, zur Korrosionsmessung sowie bei Sensoren und Elektrodencharakterisierungen verwendet. Zur Messung wird oft der Kontakt der Referenzelektrode mit der Arbeitslösung über eine Salzbrücke oder Porenmembran gewährleistet, um den Stromfluss zu minimieren und das Potential stabil zu halten.