In diesem Beitrag beschäftigen wir uns mit einigen Grundlagen der Spektrophotometrie, sowie verschiedenen Bauarten von Spektrophotometern.

Definition des pH-Werts

Der pH-Wert ist ein Maß für die Stärke der sauren bzw. basischen Wirkung einer wässrigen Lösung. Der dänische Chemiker Søren Sørensen führte diesen Begriff im Jahre 1902 für die Konzentration von Wasserstoffionen in einer Lösung ein. Er definierte das p als Index für seine zu messende Lösung und das H für Wasserstoffionen. Später wurde p mit der Bedeutung „Potenz“ bekannt und der pH-Wert als „potentia Hydrogenii“. Der pH-Wert ist als negativer dekadischer Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration definiert:

Ähnlich, wie Azidität oder Alkalität einer wässrigen Lösung mittels pH-Messung quantifizieren kann, kann man sie mit einer Messung des Redoxpotentials als oxidierend oder reduzierend charakterisieren.

Die Einführung der neuen Lebensmittelthermometer, die wir ja ebenfalls zu dieser Zeit vorstellen, ist eine gute Gelegenheit die Messung der Temperatur zu diskutieren. Die Temperatur ist einer der wichtigsten Messparameter überhaupt und das in vielen Bereichen, nicht nur der Lebensmittelproduktion. Bei Hanna Instruments sind Thermometer entweder als eigenständige Geräte erhältlich – wie ebengenannte Foodcare-Produkte – oder die Temperaturmessung ist in andere Geräte integriert, die temperaturabhängige Parameter messen, wie pH-Meter, Leitfähigkeitsmessgeräte, Messgeräte für gelösten Sauerstoff, etc. Wie dem auch sei – um die Temperaturmessung ist bei Hanna Instruments kaum herumzukommen.

Als Refraktometrie bezeichnet man die Messung des Brechungsindexes. Der Brechungsindex ist eine optische Eigenschaft einer Substanz und der in ihr gelösten Partikel.

Die Leitfähigkeit einer wässrigen Lösung wird durch ihren Gehalt an Ionen bestimmt. Wenn man die Art der Ionen kennt, kann man durch Messung der Leitfähigkeit Rückschlüsse auf ihre Konzentration in der Lösung schließen und daraus wichtige Parameter ableiten. Die Wichtigsten sind der Gesamtgehalt gelöster Feststoffe, häufig als TDS (vom englischen Total Dissolved Solids) abgekürzt und die Salinität (Salzgehalt).

Die Leitfähigkeit σ ist die Fähigkeit eines Materials elektrischen Strom zu leiten. Sie ist eine wichtige Messgröße für viele Bereiche wie etwa im Trink- und Abwasserbereich, bei industriellen Herstellungsprozessen, bei der Qualitätskontrolle oder in der Lebensmittelbranche. Die Leitfähigkeitsmessung einer Lösung ist die der Gesamtkonzentration an Ionen - bestehend aus Anionen und Kationen -, die den elektrischen Strom leiten, man spricht deswegen auch von der elektrolytischen Leitfähigkeit. Sie gibt Aufschluss über die ionische Stärke einer Lösung, nicht jedoch über die Art der Ionen.
Die Leitfähigkeit ist das Reziprok des spezifischen Widerstands. Der spezifische Widerstand ist der Widerstand bezogen auf einen Würfel der Substanz mit der Kantenlänge 1 cm und wird daher angegeben in Ω•cm. Daraus abgeleitet wird die Leitfähigkeit in μS/cm (Mikrosiemens) oder mS/cm (Millisiemens; 1 mS/cm = 1000 μS/cm) angegeben.
Leitfähigkeitswert einer Lösung hängt ab von der: