Die Messung des pH-Wertes mittels einer Elektrode beruht auf dem Prinzip der Potentiometrie. Ermittelt wird die Wasserstoff-Ionenkonzentration. Hierbei liegt eine Skalierung von 0 - 14 pH zugrunde. Der pH-Wert 7 wird als Neutralpunkt bezeichnet, die Konzentration von H+ und OH- Ionen ist ausgeglichen ( H2O -> H+ + OH- ). Die Säurezugabe in neutralem Wasser erhöht die Menge der Wasserstoff-Ionen, der pH-Wert fällt unter pH 7. Wird Lauge zugesetzt, nimmt die Konzentration der Wasserstoff-Ionen ab. Der Wert steigt über pH 7, die Lösung ist alkalisch.
Mit Hilfe entsprechender Elektroden ist die Konzentrationsänderung messbar. Erfasst wird ein Elektrodenpotential, das sich vom Neutralpunkt um ca. 59 mV/pH verändert. Im sauren Bereich von pH 7 - 0 wird die abgegebene Elektrodenspannung positiver, im alkalischen Bereich von pH 7 - 14 negativer.
Eine moderne pH-Elektrode besteht grundsätzlich aus einer Messelektrode (Glaselektrode) und einer sehr konstanten Referenz (Bezugselektrode). Diese sind üblicherweise in einem Elektrodengehäuse zusammengefasst. Für unterschiedliche Einsatzfälle gibt es verschiedene Elektrodentypen. Wichtig ist, dass die geeignete Elektrode gewählt wird. Hierbei muss unbedingt Druck, Temperatur, Strömung sowie der Grad der Verschmutzung im Messmedium beachtet werden.
Da es sich bei pH-Elektroden um extrem hochohmige Quellen handelt, ist nicht nur die Güte der Eingangsverstärker, sondern auch die Wahl der Anschluss- und Steckersysteme entscheidend für die Funktionsfähigkeit. Zur Vermeidung von Störeinstreuungen dürfen nur hochwertige Materialien wie beim MEION-Messsystem zum Einsatz kommen. Bei der Installation, dem Elektrodenwechsel oder der Reinigung der Glaselektroden darf auf Grund der hochohmigen Messung niemals der Bereich der elektrischen Steckverbindungen berührt werden. Selbst kleinste Spuren von Verunreinigungen haben extreme Einflüsse auf die Messgenauigkeit.