pH meten van zuiver water vereist speciale condities
Als zuiver water (pH = 7) wordt blootgesteld aan lucht, daalt de pH tot zelfs 5,7. Opname van CO2 in water zorgt er namelijk voor dat de pH daalt. Het is dan ook een voorwaarde dat het meten van de pH in ionenarme oplossingen wordt uitgevoerd in een afgesloten systeem of in een meetvat onder stikstof/argon. Een monsterbeker moet goed worden afgesloten en gemaakt zijn van een materiaal dat geen CO2 doorlaat.
Een optimaal diafragma brengt rust in het signaal
Ionenarme vloeistoffen hebben een zeer hoge weerstand. Om drift en lange responstijd te voorkomen moet de weerstand van de hele meetketen zo laag mogelijk zijn. Buiten een glassoort met een lage weerstand moet de weerstand van het referentiedeel laag worden gehouden.
Het meten van de pH in ethanol is nog moeilijker dan meten in puur water. Recent onderzoek laat zien welke elektroden hiervoor het meest geschikt zijn en aan de laatste normen voldoen.
Voor ionenarme vloeistoffen is de geometrie van het diafragma belangrijk. Een ringdiafragma, ook wel ‘annular junction’ en ‘fixed sleeve’ genoemd, heeft een lage weerstand in vergelijking met andere diafragma’s en geeft een snellere respons (zie foto diafragma). Een fluctuerende uitstroming van het elektrolyt zal direct leiden tot een instabiel signaal, zeker door de hoge concentratieverschillen tussen de meetvloeistof en referentievulling (meestal 3 molair KCl). Door een double junction referentieelektrode te gebruiken is het buitenelektrolyt eenvoudig af te stemmen op de samenstelling van het monster. Voor metingen in ultrapuur water kan men dus in plaats van 3 molair KCl kiezen voor 0,5/0,1 molair KCl en zo het diffusiepotentiaal verlagen. Zorg er altijd voor dat het diafragma niet verstopt raakt en vul de referentie-elektrode bij zodat het vloeistofniveau in ieder geval hoger staat dan de te meten vloeistof. Dit om te voorkomen dat de meetoplossing in de elektrode stroomt (zie foto vloeistofniveau).
 |
|
| Zorg er voor dat het niveau van het binnenelektrolyt altijd hoger staat dan de meetoplossing, zoals in situatie B. |
To stir or not to stir, that’s the question
 |
|
|
Vroeger was er een vuistregel: kalibreren en meten moet altijd op dezelfde manier, namelijk altijd roeren of nooit roeren. In het geval van roeren, altijd met dezelfde snelheid en in een meetvaatje met dezelfde geometrie. Met de komst van een nieuwe generatie diafragma’s is de verandering van de pH bij wel/niet roeren veel kleiner. Een diafragma in een slechte conditie geeft duidelijk verschillen in de pH bij wel en niet roeren. Het is dus eenvoudig om na te gaan of het diafragma verslechterd is door de pH te meten bij wel en niet roeren. De verandering in pH moet klein zijn en het signaal mag niet ‘wegdriften’ (zie plaatje met grafiek).
Bewaren van de elektrode
De glasbol van de pH-elektrode moet een lage weerstand hebben. Hoe lager de weerstand, hoe sneller de respons is en hoe stabieler het signaal. Er is geen universele pH-glassoort die geschikt is voor gebruik in alle vloeistoffen. Voor meten in zuiver water en organische oplosmiddelen zijn speciale glassoorten nodig.
Een pH-waarde alleen zegt niets.
Rapporteer altijd de temperatuur waarbij gemeten is!
Voor metingen in ionenarme oplossingen is het bewaren van de elektrode in een geschikte vloeistof van groot belang. Het pH-glas wordt zo samengesteld dat zoveel mogelijk alleen protonen de gellaag van het glas kunnen binnendringen. Toch zullen andere kationen de gellaag binnendringen, zoals bij bewaren in 3 molair KCl. Dit is de perfecte vloeistof voor een elektrode met een referentievulling van 3 molair KCl, maar is voor de glasbol niet optimaal. Gaat men direct meten nadat de elektrode enige tijd bewaard is in 3 molair KCl, dan moeten kaliumionen die de gellaag van het glas zijn binnengedrongen eerst worden vervangen door protonen. Zeker als de elektrode een langere tijd niet gebruikt is, geeft dit een traag en steeds verlopend signaal. In ultrapuur water waar weinig protonen aanwezig zijn, is dit goed merkbaar en duurt het lang voordat een stabiele pH is bereikt. Het effect van binnendringen van kaliumionen is al binnen enkele dagen merkbaar. Nu is een aantal jaren terug door Metrohm een bewaarvloeistof samengesteld die er voor zorgt dat er geen vreemde ionen de gellaag binnendringen. Zelfs na jaren van bewaren is de elektrode direct klaar voor gebruik en hoeft niet, zogezegd, ‘gewaterd’/‘ geprotoneerd’ te worden om kaliumionen uit te wisselen.
De pH-glasbol verdient respect
Eigenlijk is pH meten niet zo moeilijk als men meer weet over de elektrode en de werking. Het loont zeker als u zich hier in verdiept. Misschien heel simpel, maar als men bij de pH-glasbol niet aan gewoon glas denkt, maar aan een glasbol met een gellaag (gehydrateerde laag om de elektrode), dan wordt al duidelijk hoe men met het glas moet omgaan. Een gellaag kan gemakkelijk beschadigd worden. Dus niet met de hand aan de glasbol komen, niet oppoetsen met een tissue en gebruik de elektrode niet als roerstaaf! Iedere keer dat de gellaag wordt beschadigd heeft de elektrode tijd nodig om te herstellen. Het herstellen gaat redelijk snel maar kan ook dagen duren.
 |
| Bij het stoppen van de roerder moet de verandering van het signaal minimaal zijn. |
Metrohm Applikon
www.metrohm.nl
Dit e-mailadres is beschermd tegen spambots. U heeft Javascript nodig om het te kunnen zien.
