Silber-Silberchlorid-Elektrode

Die Silber-Silberchlorid-Elektrode ist, wie auch die Kalomel-Elektrode, eine Elektrode zweiter Art.

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Aufbau

  Bei diesem Elektrodentyp taucht meist ein mit Silberchlorid beschichteter Silberdraht in eine Chlorid-Ionen enthaltende Lösung (meist 3 M oder gesättigte Kaliumchlorid-Lösung). Die elektrisch leitende Verbindung zur Elektrolytlösung wird über ein Diaphragma, einen Schliffstopfen oder einen eingeschmolzenen Magnesiastift hergestellt.

Funktionsprinzip

Der potentialbestimmende Schritt ist der Übergang von Ag⁺-Ionen aus der Elektrode in die Lösung. Die Redoxreaktion dieses Halbelementes lautet:

Da Silberchlorid eine in Wasser schwerlösliche Verbindung ist, wird die Aktivität der Silberionen über das Löslichkeitsprodukt des Silberchlorids von der Aktivität der Chloridionen bestimmt:

Wird die Ag⁺-Ionenkonzentration kleiner als die Sättigungskonzentration nach dem Löslichkeitsprodukt, so löst sich festes AgCl auf und umgekehrt. Durch diese Abhängigkeit der Ag⁺-Konzentration von der Cl^--Konzentration lässt sich ein konstantes Potential einstellen, welches nur von der Chloridionenkonzentration abhängt.

Anwendungsgebiete

Durch ihr konstantes Potential dient die Ag/AgCl-Elektrode als Bezugselektrode in vielen elektrochemischen Analyseverfahren. Mit ihr kann beispielsweise über ein hochohmiges Voltmeter das Potential einer ionenselektiven Messelektrode in einer Analytlösung bestimmt werden (vgl. Potentiometrie) um so die Ionenaktivität zu ermitteln. Zum derzeitigen Stand der Forschung werden Ag/AgCl-Chloridsensoren beispielsweise zur Messung der freien Chloridionen im Porenwasser von Stahlbetonbauteilen instrumentiert. Derartige Sensoren fallen in die Kategerie der ionensensitiven Sensoren. Diese Sensoren bestehen aus einem mit Silberchlorid überzogenen Silberdraht. Es existieren verschiedene Forschungsprojekte, die das Ziel haben, die Dauerhaftigkeit der Sensoren bei gleichzeitiger Verlässlichkeit der Ergebnisse zu untersuchen. Das Ziel ist die Erstellung einer kontinuierlichen Aufnahme von Messwerten zur Auswertung der Tiefe der Chlorideindringfront von außen in den Beton hinein. Damit können Instandsetzungsmaßnahmen zielgerichteter geplant werden. Es soll vermieden werden, dass es zur Depassivierung der Bewehrung kommt und somit zu einer Korrosion derselben. Es existieren bereits Forschungsarbeiten an der ETH Zürich über diese Problematik.

Quellen

• Wedler, Gerd: Lehrbuch der Physikalischen Chemie, 5. Auflage. Wiley-VCH Verlag GmbH Co KGaA, Weinheim 2004, 3-527-31066-5
• Riedel, Erwin: Anorganische Chemie, 5. Auflage. Walter de Gruyter , Berlin New York 2002, 3-11-017439-1
• Schiegg, Yves: Online-Monitoring zur Erfassung der Korrosion der Bewehrung von Stahlbetonbauten, Dissertation, ETH Zürich, 2002