Was bezeichnet man als „double junction“ ?

Wer sich mit pH-Elektroden beschäftigt, stößt früher oder später auf den Begriff „Double Junction“. Aber was steckt dahinter, und wann macht eine solche Elektrode wirklich Sinn?

In diesem Artikel erfahren Sie, wie eine Double Junction Elektrode aufgebaut ist, worin der Unterschied zu einer Standard-Elektrode liegt und für welche Anwendungen sie besonders geeignet ist.

Wie ist eine pH-Elektrode aufgebaut?

Um zu verstehen, was eine Double Junction Elektrode besonders macht, hilft zunächst ein kurzer Blick auf den grundsätzlichen Aufbau einer pH-Elektrode.

Eine Standard-pH-Elektrode besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: der Messelektrode und der Referenzelektrode. Beide sind bei modernen Geräten häufig in einer einzigen Einheit zusammengefasst, der sogenannten Kombinationselektrode.

Die Messelektrode reagiert über ihre Glasmembran auf die Wasserstoffionen in der Probe und erzeugt ein elektrisches Signal. Die Referenzelektrode liefert einen stabilen Vergleichswert, gegen den das Signal der Messelektrode gemessen wird.

Damit die Referenzelektrode Kontakt zur Probe herstellen kann, ohne direkt mit ihr in Berührung zu kommen, besitzt sie ein sogenanntes Diaphragma: eine poröse Öffnung, durch die ein geringer Fluss der Elektrolytlösung zur Probe stattfindet.

Single Junction vs. Double Junction: Was ist der Unterschied?

Bei einer Standard-Elektrode, auch Single Junction genannt, gibt es genau ein Diaphragma. Die Referenzelektrode steht damit direkt über dieses eine Diaphragma in Verbindung mit der Probe.

Das funktioniert in den meisten Anwendungen gut. In anspruchsvollen Proben jedoch, etwa in stark verschmutztem Wasser, Abwasser oder Proben mit hohem Proteingehalt, kann dieses einzelne Diaphragma schnell verstopfen oder durch Probenbestandteile kontaminiert werden. Das führt zu abweichenden Messergebnissen und verkürzt die Lebensdauer der Elektrode erheblich.

Hier kommt die Double Junction Elektrode ins Spiel.

Bei einer Double Junction Elektrode gibt es zwei Diaphragmen und zwei Elektrolytlösungen:

Das erste Diaphragma befindet sich im Inneren der Elektrode und trennt die Referenzelektrode vom äußeren Elektrolyten. Die Referenzelektrode bleibt dadurch immer in einem sauberen, definierten Elektrolyten und wird nicht durch die Probe beeinflusst.

Das zweite Diaphragma stellt die eigentliche Verbindung zur Probenlösung her. Es fungiert als Schutzbarriere: Selbst wenn es durch die Probe verschmutzt wird, bleibt die Referenzelektrode dahinter geschützt.

	Single Junction	Double Junction
Anzahl Diaphragmen	1	2
Elektrolytlösungen	1	2
Schutz der Referenzelektrode	direkt zur Probe	durch zweite Kammer geschützt
Geeignet für	saubere Proben	anspruchsvolle und verschmutzte Proben
Lebensdauer	standard	deutlich verlängert
Wartungsaufwand	normal	geringer

Wann ist eine Double Junction Elektrode sinnvoll?

Eine Double Junction Elektrode ist überall dort sinnvoll, wo die Probe aggressiv, verschmutzt oder chemisch anspruchsvoll ist. Konkrete Anwendungsbereiche sind:

Schwimmbäder und Spas: Chloriertes Wasser mit wechselnden chemischen Bedingungen beansprucht Standard-Elektroden stark. Eine Double Junction Elektrode ist hier deutlich langlebiger und wartungsärmer.

Abwasser und Umweltüberwachung: Stark verunreinigte Proben mit Schwebstoffen, organischen Verbindungen oder Sedimenten verstopfen ein einfaches Diaphragma schnell. Die doppelte Schutzbarriere verhindert das zuverlässig.

Lebensmittel und Fermentation: Proben mit hohem Proteingehalt, Fetten oder Säuren, zum Beispiel Fleisch, Milchprodukte oder fermentierte Lebensmittel, können ein einzelnes Diaphragma innerhalb kurzer Zeit kontaminieren.

Industrielle Anwendungen: Stark saure oder basische Proben sowie Flüssigkeiten mit hohem Salzgehalt profitieren von der zusätzlichen Schutzschicht.

Für einfache Anwendungen wie die pH-Messung in destilliertem Wasser oder klaren Nährlösungen in der Hydrokultur ist eine Standard-Elektrode in der Regel ausreichend. Die Double Junction Elektrode entfaltet ihre Stärken besonders dort, wo die Probe die Elektrode stark beansprucht.

Apera Double Junction Elektroden

Apera bietet sowohl pH- als auch ORP-Elektroden mit Double Junction-Aufbau an. Sie sind speziell für den Einsatz in anspruchsvollen Proben entwickelt und zeichnen sich durch eine verlängerte Lebensdauer von bis zu 80 Prozent im Vergleich zu Standard-Elektroden aus.

Alle Apera Double Junction Elektroden sind mit einem BNC-Anschluss ausgestattet und damit kompatibel mit allen gängigen pH- und ORP-Messgeräten mit BNC-Anschluss.

Zur Übersicht aller Apera Double Junction Elektroden

Pflege und Lagerung einer Double Junction Elektrode

Auch eine Double Junction Elektrode profitiert von der richtigen Pflege. Die Grundregeln sind dieselben wie bei jeder pH-Elektrode:

Nach jeder Messung die Elektrode mit destilliertem Wasser abspülen und vorsichtig abtupfen, nicht reiben. Zur Aufbewahrung gehört die Elektrode immer in die Schutzkappe mit frischer Aufbewahrungslösung. Destilliertes Wasser und Leitungswasser sind als Lagerlösung nicht geeignet.

Bei intensivem Einsatz in verschmutzten Proben kann das äußere Diaphragma mit der Zeit verstopfen. In diesem Fall hilft eine geeignete Reinigungslösung. Wenn die Reinigung keinen Erfolg bringt und die Messwerte dauerhaft instabil bleiben, ist ein Elektrodenaustausch sinnvoll.

Mehr dazu: pH-Elektrode richtig lagern und pflegen

Fazit

Eine Double Junction Elektrode ist keine Universallösung für jeden Anwendungsfall, aber dort wo sie gebraucht wird, macht sie einen deutlichen Unterschied. Der doppelte Schutz der Referenzelektrode sorgt für stabilere Messwerte, eine längere Lebensdauer und weniger Wartungsaufwand, besonders in anspruchsvollen Proben wie Abwasser, Schwimmbadwasser oder proteinhaltigen Lebensmitteln.

Wer regelmäßig in solchen Umgebungen misst, sollte den Mehrpreis gegenüber einer Standard-Elektrode als langfristige Investition betrachten.

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Häufige Fragen zur Double Junction Elektrode

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