pH-elektrod

pH

 

pH

 

pH-elektrod – minst lika viktig som instrumentet

Ett mätinstrument av hög kvalitet kan upplevas som långsamt eller instabilt när ”fel” pH-elektrod används. Med våra många års erfarenhet av pH-mätning på allt ifrån målarfärg till yoghurt och sminkprodukter har vi lärt oss hur man väljer rätt pH-elektrod till rätt applikation.

Denna sida är till för dig som vill veta hur du skall tänka vid val av pH-elektrod. Mer information om de olika egenskaperna finns längre ner på sidan.

 

Fördjupning i pH-elektroder

 

Orion ROSS och Orion ROSS Ultra pH-elektroder

ROSS pH-elektroder har ett unikt referenssystem (baserat på platina och KI/I₂) som ger snabba och stabila mätresultat. Hög noggrannhet och reproducerbarhet oberoende av provets karaktär. Gemensamt för alla ROSS-elektroder är den snabba temperaturstabiliseringen. Stabila pH-värden erhålles inom 30 sekunder då temperaturen ändras från 25ºC till 75ºC (jmf. ca 3 minuter för Ag/AgCl-elektrod i glas). ROSS-elektroderna är också mycket lämpliga för tris-buffert, sulfid- och silverinnehållande prover då ingen komplexbildning eller sulfidfällning sker. En vanlig Ag/AgCl-elektrod blir snabbt förstörd av tris och sulfid.

ROSS Ultra-elektroder är extremt stabila och driftssäkra pH-elektroder p.g.a. ett förbättrat referenssystem. För användaren betyder det ännu högre noggrannhet och längre hållbarhet. Vi tror så pass mycket på dessa elektroder att vi kan lämna två års garanti på alla våra ROSS Ultra-elektroder.

 

pH-elektrodens material

Alla våra pH-elektroder är byggda i glas. Vissa modeller har dock ett plasthölje. Det innebär att även om elektroden har en kropp i epoxi bör man ändå vara försiktig med den.
Plasthöljet ger ett extra skydd vid t.ex fältmätningar men kan göra elektroden mer känslig för t. ex lösningsmedel och höga temperaturer.

 

Temperaturkompensering (ATC)

Signalen från pH-elektroden är starkt beroende av lösningens temperatur. För att erhålla noggranna pH-mätningar vid låga resp. höga temperaturer bör därför pH-elektroden kompletteras med en temperaturgivare. När temperaturmätning är aktiverad räknar instrumentet om pH-värdet till vad det skulle vara vid 25°C, så kallad ATC (automatic temperature correction). Det är annars omöjligt att jämföra mätningar som utförts vid olika temperaturer. Antingen kan en separat temperaturprob användas eller så väljer man en elektrod med inbyggd temperaturgivare, av Orion kallad ”Triode”.

 

Ett tredje alternativ är

LogR

Som bekant beror ett materials elektriska ledningsförmåga på dess temperatur. Genom att skicka en svag ström över glasmembranet och mäta resistansen kan instrument med stöd för LogR mäta temperatur med enbart en pH-elektrod. Detta fungerar med alla pH-elektroder i glas, men en ROSS-elektrod rekommenderas för bästa resultat.

Alla våra pH-instrument har stöd för ATC och våra instrument från XS Instruments levereras med ATC-prob som standard.

 

SureFlow pH-elektroder

Vid analys av högviskösa prover rekommenderar vi elektroder med vätske-vätskekontakt av ”sleeve”-typ. Detta ger en stor kontaktyta runt hela elektroden så att elektroden ger stabila resultat längre. En klassisk keramisk referensplugg sätts snabbt igen av dessa prover och kräver frekvent rengöring. En särskild variant av ”sleeve”-koppling kallas för SureFlow och ger ett konstant (långsamt) elektrolytflöde. Det håller både kopplingen ren och ger ökad stabilitet vid mätning i prover med låg jonstyrka. Den unika designen gör att referenskontakten enkelt kan sköljas ur med en hand.
SureFlow designen innebär att dessa elektroder förbrukar mer fyllnadslösning än ordinarie elektroder. SureFlow-elektroder förbrukar ca 1 ml lösning / dygn när påfyllningshålet är öppet.
Vid en genomsnittlig pH-mätning är förlusten försumbar och lösningen kontaminerar inte provet.

 

Open pore pH-elektroder

Vid kontinuerlig mätning av prover med låg jonstyrka rekommenderar vi elektroder av ”open pore”-typ. På denna modell har den keramiska referenspluggen helt enkelt tagits bort och provet har direktkontakt med referens.

 

Ag/AgCl pH-elektroder

De absolut vanligaste pH-elektroderna har ett referenssystem bestående av Ag/AgCl. I många fall fungerar detta alldeles utmärkt och de är de absolut vanligaste pH-elektroderna på laboratorier i Sverige. Våra Ag/AgCl elektroder finns i många olika utföranden. I kombination med en double junction elektrod kan fyllnadslösningen anpassas efter behov. Är provet känsligt mot kloridjoner? Byt till kloridfri elektrolyt. Double junction ger även ett ökat skydd mot tris och sulfider. För högsta säkerhet bör dock ROSS användas i dessa fall.

 

Polymer- och gelfyllda pH-elektroder

Dessa elektroder har en halvfast gel av kaliumklorid i referenssystemet. Polymer- och gelfyllda elektroder har både för- och nackdelar. Då man inte behöver tänka på att fylla på elektroden med elektrolyt blir de enklare att använda. De är samtidigt mer känsliga mot uttorkning. En gelfylld elektrod som torkat ut går ofta inte att rädda. Att de inte behöver fyllas på är särskilt lämpligt vid on-linemätning. Dessa elektroder kallas ibland för ”maintenance free” (underhållsfria), men vi försöker hålla oss ifrån detta begrepp. Elektroden måste fortfarande hållas ren och tas om hand.

 

ORP elektroder

ORP/redoxelektroder mäter den totala reduktions/oxidationspotentialen över mätmembranet i stället för att reagera på enbart vätejoner. Denna mätteknik används bland annat för att hålla koll på statusen i vattendrag och koncentration av oxiderande ämnen i processvatten (t. ex hypoklorit och peroxid).

 

Mikro- och halvmikro pH-elektroder

I vårt sortiment har vi många olika elektroder för analys av mycket små volymer. Våra halvmikroelektroder passar utmärkt till mätning i provrör och t.ex eppendorfrör. För ännu mindre prover som t.ex 96-hålsplattor kan mikroelektroder användas. Vi har t.om elektroder för mätning i NMR-rör. pH-elektroder i halvmikroformat kallas även för semi-mikro.

 

Platta och spetsiga pH-elektroder

När pH mäts på halvfasta produkter som t.ex ost, kött och agarplattor finns egentligen två metoder att välja på. Antingen väljer man en spetsig elektrod som penetrerar ytan och mäter inuti provet eller så väljer man en elektrod med platt mätmembran. Man bör dock hålla sig till en av metoderna då pH-värdet med största sannolikhet skiljer sig mellan de två. De platta elektroderna har också fördelen att de kan mäta pH på prov så små som en droppe.

 

Natrium och pH-elektroder

Prover med högt pH, dvs över 12, kan bete sig konstigt vid mätning med vanlig pH-elektrod. Vid detta pH är koncentrationen av vätejoner så pass låg att natriumjoner kan ta upp samma plats i glasmembranet. Detta innebär att elektroden visar en vätejonsaktivitet som högre (dvs. lägre pH) än den egentligen är. En lösning på detta är att använda en pH-elektrod som är anpassad för denna typ av prov.

Fluoridjoner och pH-elektroder

Sura prover med fluorider är en pH-elektrods värsta fiende. Vid låga pH-värden bildar fluoridjoner fluorvätesyra, “HF”. Som de flesta säkert känner till har denna förening egenskapen att den kan etsa glas. Mätmembranet på en pH-elektrod består (något förenklat) av ett tunt glas med håligheter där vätejoner passar. Vid kontakt med HF nöts detta glas, och därmed håligheterna, ner och elektroden blir förstörd. Vi har dock en elektrod i sortimentet som klarar av utspädd fluorvätesyra, XS Polymer HF.