pH-elektrood – kõik, mida pead teadma

Mis on pH-elektrood?

pH-elektroodi kasutatakse pH-väärtuse mõõtmiseks H+ ioonidele tundliku klaasmembraani abil. Seade mõõdab nende aktiivsust lahuses, mille alusel saab määrata lahuse leelisust või happesust.

Millest koosneb pH-elektrood?

pH-elektrood koosneb kahest elektrokeemilisest poolelemendist: indikaator- ja võrdluspoolelemendist. Need on ühendatud tundliku voltmeetriga, mis teisendab lahuste elektromotoorse jõu väärtused, nn SEM-i, pH-skaala tulemuseks. Mõõtesüsteemi moodustab negatiivse laenguga klaasmembraan.

Kuidas töötab pH-elektrood?

pH-elektrood mõõdab võrdluselektroodi ja klaasist pH-elektroodi vahelist potentsiaalide vahet. See vahe sõltub lahuses olevate H+ ioonide kontsentratsioonist, st lahuse happesusest/pH-st.

pH-elektroodi kalle – karakteristikud

pH-elektroodi karakteristiku kalle näitab, kuidas muutub antud pH-anduri potentsiaal, kui elektroodile tundliku iooni kontsentratsioon muutub kümnekordselt . Klaaselektroodi puhul on see potentsiaali muutus ühe pH-ühiku kohta [mV/pH].

Milliseid elektroode kasutatakse pH mõõtmiseks?

pH-d mõõdetakse erinevat tüüpi elektrood idega :

• klaaselektroodid ( mõõteelektroodid), millel on pH-tundlik klaasmembraan, ja võrdluselektrood, mille potentsiaal sõltub võimalikult vähe pH-st ja temperatuurist
• kombinatsioonelektroodid – klaaselektrood ja võrdluselektrood ühes seadmes. Kombinatsioonelektroodid töötavad tänu mõõtevale poolelemendile (AgCl-ga kaetud hõbedatraat) ja võrdluspoolelemendile (Ag/AgCl võrdluselektroodi traat). Need kaks komponenti tuleb ühendada, et moodustada vooluring, mille kaudu pH-mõõtur saab pH-näidu.

Tänapäeval kasutatakse pH-mõõtmiseks kõige sagedamini kombinatsioonelektroode, mida tuntakse ka kui kombinatsioonelektroode. Need on mõõtmispraktikas palju mugavamad.

Klaasist ja epoksüüdist korpusega elektroodid

Tänu oma mehaanilisele vastupidavusele sobivad epoksüüdkorpusega elektroodid nõudlikele rakendustele, kuid nende puuduseks on klaaselektroodidega võrreldes madalam soojusvastupidavus. Neid saab nüüd kasutada ka orgaanilisi lahusteid ja söövitavaid aineid sisaldavate lahuste pH-väärtuse määramiseks. Seevastu klaaselektroodid taluvad kõrgemaid töötemperatuure ja väga söövitavaid lahusteid.

Mis vahe on ühe ja kahe ühenduspunktiga elektroodidel?

Kahe ühenduspunktiga elektroodidel on lisaks soolasilmus, et vältida reaktsioone elektroodi täitevedeliku ja proovi vahel. Need reaktsioonid võivad elektroodi ühenduspunkti kahjustada. Kahe ühenduspunktiga elektroode kasutatakse valkude, raskmetallide või sulfiidide sisaldavate proovide analüüsimiseks.

Ühe ühenduspunktiga elektroodid – üldiseks kasutamiseks

Miks on laboratoorse pH-elektroodiga pH-väärtuse mõõtmisel vaja võrdluselektroodi?

Võrdluselektrood – mis on valmistatud H+ ioonidele tundmatust klaasist ja avatud proovi keskkonnale – on hädavajalik kindla ja stabiilse võrdluspotentsiaali tagamiseks. See on oluline, kuna pH-elektroodi potentsiaali mõõdetakse just selle suhtes. Mõlemad elektroodid peavad olema kastetud samasse lahusesse.

Kuidas puhastada pH-elektroode?

pH-andurit tuleb regulaarselt puhastada, et selle klaaskolbi pinnale ei koguneks materjali. Vastasel juhul kalibreerub elektrood, muutes selle näidud ebatäpseteks.

Nõuanded pH-elektroodi tõhusaks puhastamiseks

Enamasti piisab rasva ja õli eemaldamiseks soojast veest ja nõudepesuvahendist . Lubja- või raudoksiidijääke saab eemaldada äädika, sidrunhappe või lahjendatud soolhappega. Ära puhasta membraani kunagi mehaaniliselt. Isegi selle pühkimine või kuivatamine võib põhjustada mõõtmiste vigu. Pärast puhastamist loputa elektroodi deioniseeritud (destilleeritud) veega.

Kui tihti tuleks elektroodi puhastada?

Elektroodi tuleb puhastada vähemalt kord kuus. Lisaks on see vajalik enne iga kalibreerimist.

Kuidas hoida pH-elektroode, kui neid ei kasutata?

pH-elektroodi hoiustamine mõne sammuga:

1. Sulge elektrolüüdi täiteava, kui see on olemas.
2. Täitke kaitsekork elektrolüütlahusega.
3. Asetage puhastatud elektrood kaitsekorki.
4. Pikaajalise hoiustamise korral kontrollige regulaarselt, et kaitsekorkis oleks piisavalt elektrolüüti.
5. Hoidke elektroodi nii, et niiskus ei pääseks ühendusse.

Ärge hoidke pH-elektroode kunagi deioniseeritud vees, kuna see kurnab iooniderohket võrdluselektrolüüti. Mõnel juhul on võimalik lahuse asemel kasutada pH 4 või 7 puhvreid .

Kui tihti tuleks pH-elektroodide säilituslahust vahetada?

Kui elektroodi hoitakse kauem kui kuus kuud, tuleb selle aja möödudes asendada KCl-lahus , millesse elektrood on kastetud.

Kuidas kalibreerida pH-elektroodi?

Pärast mõõtmise alustamist tuleb andur elektroodiga sobitada. Selleks on olemas kolm meetodit: ühepunktiline, kahepunktiline ja kolmepunktiline kalibreerimine.

• Ühepunktkalibreerimine on optimaalne meetod rakenduste puhul, kus võrdlusmõõtmist saab teha ainult käsimõõturiga. Selle meetodi puhul mõõdetakse pH-väärtust kalibreeritud käsimõõturiga võimalikult lähedal anduri mõõtepunktile. Seejärel seadistatakse anduri näit käsimõõturi näidule, reguleerides süsteemi nullpunkti.
• Kahepunktiline kalibreerimine on pH mõõtmisel kõige levinum meetod. Kalibreerimiseks kasutatakse kahte puhvri lahust, nt pH = 7 ja pH = 4. Kuigi pH-andurid võimaldavad puhvri lahuste mis tahes järjekorda, on mõistlik alustada neutraalse lahusega pH = 7.

• Kolmepunktiline kalibreerimine – soovitame seda juhul, kui kalibreerimine peab hõlmama eriti laia vahemikku, nt pH = 4 kuni pH = 9.

pH-mõõteelektroodi kalibreerimine samm-sammult

1. Loputage elektroodi loputuslahuses jõuliste liigutustega.
2. Raputage elektroodi , et eemaldada lahuse jäägid.
3. Kasta elektrood standardlahusesse.
4. Oodake, kuni näidud stabiliseeruvad.
5. Lugege näit ja märkige üles standardlahuse teadaolev pH-väärtus .
6. Korda seda protseduuri soovitud arvu kordi.

Kui tihti tuleb pH-mõõturit kalibreerida?

pH-mõõturit tuleks kalibreerida isegi iga päev, alati enne mõõtmiste seeria algust. pH-elektroodi kalibreerimine tuleks läbi viia ka pärast iga hooldustoimingut (nt elektroodi puhastamine või vahetamine), hiljemalt umbes 3–4 nädala pärast kasutamist.

Kuidas valida pH-andurit? Kriteeriumid

Kuidas valida õige pH-elektrood konkreetsele rakendusele? See küsimus on väga oluline, sest elektroodi valik mõjutab selle kasutusiga. Õige anduri valimiseks tuleks:

1. Kontrollima keskkonna ja paigalduse parameetreid, milles elektrood töötama hakkab, näiteks mõõdetava keskkonna tüüpi, temperatuuri ja rõhku, keemilist koostist või pH-vahemikku jms.
2. Valima sobiva membraani. Mida läbilaskvam on membraan, seda stabiilsem on võrdluselektroodi potentsiaal.
3. Otsustage, kas elektroodil peaks olema integreeritud temperatuuriandur, nagu näiteks JUMO tecLine pH-elektroodil.
4. Võttes arvesse rakenduse tüüpi, valida membraanklaasi tüüp, millest elektroodi mõõteosa on valmistatud.

Kas JUMO-l on toiduainetööstusele mõeldud pH-elektroode? ISFET pH-kombinatsioonielektrood

ISFET pH-kombinatsiooelektroodi saab tänu selle tugevale konstruktsioonile ja vastupidavusele mehaanilistele kahjustustele, kiirele reageerimisajale ning kõrgele pH-mõõtmise täpsusele isegi madalatel temperatuuridel edukalt kasutada näiteks järgmistes kohtades:

• toiduainete ja jookide tootmisettevõtetes
• piimatootmisettevõtted, juustukojad
• kõikides hügieenilistes tootmisprotsessides
• 3-A nõuetele vastavates tootmisprotsessides

Andur vastab 3-A hügieeninõuetele.

pH-elektrood – millal tuleb see välja vahetada? Kasutusiga

pH-elektroodid kuluvad ja neid tuleb regulaarselt vahetada. Elektroodi kulumise astet saab kindlaks teha soolarõngaste järgi, kuna need pestakse aja jooksul ära ja kaovad. pH-elektroodi kasutusiga on piiratud anduri järkjärgulise vananemise tõttu ja kestab umbes 360 mõõtmist (või ühe aasta, kui tehakse üks mõõtmine päevas). Täpset kasutusiga on praktiliselt võimatu kindlaks määrata, kuna seda mõjutavad paljud tegurid.

Kuidas hooldada oma pH-mõõturit?

Mõned olulised reeglid, mida tuleb järgida, et elektroodi eluiga oleks võimalikult pikk:

1. Sobiv asend: vertikaalselt vahemikus 0–35. Elektriline ühendus peaks asuma 10 kõrgemal kui mõõtmismembraan.
2. Regulaarne kalibreerimine
3. Hoidmine vedela KCl-ga täidetud anumates, et vältida pH-elektroodi kuivamist.
4. Regulaarne puhastamine, eriti kui sondid töötavad saastunud keskkondades.

Millist pH-andurit akvaariumile valida? JUMO ecoLine / JUMO BlackLine pH

JUMO ecoLine / JUMO BlackLine pH seeria kombineeritud elektroode saab kasutada vee pH-väärtuse mõõtmiseks akvaariumides, sealhulgas mereakvaariumides. Nende elektroodide töötemperatuur on vahemikus 0–60. Lisaks iseloomustab neid seadmeid suurepärane hinna-kvaliteedi suhe.

Millised on tipptasemel pH-elektroodid nõudlike rakenduste jaoks? JUMO tecLINE HD

JUMO tecLINE HD pH-andurid on mõeldud kõige nõudlikumateks rakendusteks, protsessi- ja tööstus rakendusteks . Need sisaldavad ka sisseehitatud pt1000 temperatuuriandurit.

Tüüpilised rakendusvaldkonnad:

• keemiatööstus
• protsessivesi
• tööstusreovee tehnika: protsessireovesi, tugevalt saastunud reovesi: õli või elektroodi mürgiste ainete esinemine
• galvaanika: protsessijäätmed , elektrodimürke sisaldavad keskkonnad (metallioonid, kompleks moodustavad ained)
• elektrijaamad ja jäätmepõletusjaamad: suitsugaaside puhastamine
• suhkrutööstus: pidevalt kõrge temperatuur, elektrodimürgiste (nt sulfiidide) esinemine.

Millist temperatuuri ja rõhku suudavad pH-andurid taluda?

Meie pH-elektroodidel, mida saab kasutada näiteks torustikes, on mudelist sõltuvalt erinevad lubatud temperatuuri- ja rõhuvahemikud. Näiteks JUMO tecLine HD mudelid töötavad temperatuuridel 0 kuni 135 °C ja taluvad protsessirõhku kuni 13 baari. Muud mudelid, nagu JUMO ecoLine/JUMO BlackLine pH, sobivad kasutamiseks temperatuuridel 0–60 °C ja rõhkudel 0–6 baari. Täpsemat teavet konkreetsete mudelite kohta leiate meie veebilehelt.