Es wird ein einfaches und robustes Sensorsystem zur Bestimmung der Gesamtwasserhärte entwickelt. Die Herstellung der Sensoren mit allen notwendigen Verkapselungs- und Ableitelementen erfolgt zuverlässig und kostengünstig in Dick-
schichttechnik.
| Eigenschaften | Anwendungsmöglichkeiten | ||
| • | simultane Bestimmung des Ca2+- und | • | Umweltanalytik |
| Mg2+ - Gehalts in Probelösungen, auch | • | Trinkwasseraufbereitung | |
| vor Ort | • | Lebensmittelindustrie | |
| • | genaue Analyse der Gesamtwasser- | • | Heizkraftwerke |
| härte | • | bedarfsgerechte Dosierung von | |
| Wasch- und Spülmitteln | |||
| • | einfach | • | hohe ökologische und betriebswirt- |
| • | zeitsparend | schaftliche Relevanz | |
| • | robust | ||
| • | zuverlässig |
Meßprinzip:
Zur Bestimmung der Konzentration der Analytionen wird die Kombination des impedimetrischen und des potenziometrischen Messverfahrens angewendet. Mit Hilfe von Ionophoren, die die Selektivität der ionensensitiven Membran bestimmen, bildet sich an der Phasengrenze Membran/Lösung eine Potenzialdifferenz aus. Mit der Extraktion der Ionen durch den Ionophor in die sensitive Membran ändern sich jedoch nicht nur Potenzialverhältnisse an der Phasengrenze. Gleichzeitig steigt auch die Leitfähigkeit der Membran mit der Anzahl der extrahierten Ionen. Dieser Effekt wird bei dem impedimetrischen Messverfahren ausgenutzt.
Durch die geeignete Kombination von Magnesium- und Calciumionophoren werden in dieser Entwicklung Membranen hergestellt, bei denen der eine Ionophor vor allem die Extraktion tief in die Membran bewirkt und so deren Leitfähigkeit verändert, während der andere Ionophor nur einen kurzen Transport über die Phasengrenze der Membran erlaubt. Die dadurch entstehende Potentialdifferenz an der Phasengrenze kann potentiometrisch erfasst werden.
Durch diese innovative Ausnutzung von zwei physikochemischen Messmethoden auf nur einem Sensorsubstrat wird im Gegensatz zu bisher angewandten Verfahren die simultane quantitative Bestimmung von Calcium- und Magnesiumionen in Probelösungen mit einem einfachen, transportablen Messgerät möglich.
Abb. 1 Sensor
Bisherige Arbeiten:
In der Arbeitsgruppe Elektrochemie der TU Chemnitz werden im Rahmen dieses Gemeinschaftsprojekts impedimetrische Messungen zur Charakterisierung und Optimierung der ionensensitiven Membranen durchgeführt.
Schwerpunkte der Untersuchungen sind gegenwärtig:
• Einflüsse auf die Membranleitfähigkeit durch Störionen
• Langzeitstabilität der Membranen
Abb. 2 Prototyp des Messgerätes
Kontakte:
Prof. Dr. Rudolf Holze