Direkt zur Broschüre

Warum gibt es unterschiedliche Glassorten für
pH-Elektroden?
Je nach Anwendung werden an eine pH-Glas elek tro de
unterschiedliche Anforderungen gestellt. Es müs sen verschiedene
Eigenschaften wie An sprech zeit, Temperaturbeständigkeit,
chemische Stabilität, Form, Grösse und
elektrische Eigenschaften berücksichtigt werden, um für
jede Probenlösung eine möglichst op timale Elektrode
bereitzustellen. Um der Vielfalt an Ap pli kationen gerecht
zu werden, stehen unter schied liche Gläser mit unterschiedlichen
Eigenschaften zur Ver fügung (Tabelle 1).
Warum muss man eine pH-Glaselektrode
kalibrieren?
Das Potential einer Messelektrode kann immer nur re lativ
zu einer Bezugselektrode angegeben werden. Um die
Systeme vergleichbar zu machen, definiert man den Elektro
dennullpunkt bei 0 mV für pH 7 und 298.15 K bzw.
25 °C. Die Elektrodensteilheit, das heisst die Veränderung
des Messwertes mit dem pH, ist durch die Nernst-Gleichung
gegeben und beträgt bei 25 °C 0.059 V pro
ΔpH = 1. Dies sind die idealen Werte, von denen die
Metrosensor-Elektroden nur ge ringfügig abweichen. Der
Elektrodennullpunkt liegt bei ± 0.015 V. Unter anderem
bedingt durch die Alterung der Glasmembran oder die
Veränderung (z.B. Verschmutzung) am Diaphragma können
sich der Elektro den null punkt und die Elektro den-
steil heit verändern. Deshalb muss das pH-Meter unter
Ver wendung von Puffer lösungen in regelmässigen Ab -
stän den an die Cha rak teristik der Elek trode angepasst,
d.h. kalibriert wer den.
Abbildung 4: Im ersten Kalibrierschritt mit Puffer pH 7
wird die Abweichung vom Elektrodennullpunkt bestimmt
und korrigiert.
Abbildung 5: Im zweiten Kalibrierschritt wird mit einer anderen
Puffer lösung die Elektrodensteilheit bestimmt und in Prozent
des theoretischen Werts von 0.059 V (bei 25 °C) ausgedrückt.
Zunächst wird der Elektrodennullpunkt eingestellt (pH 7
entsprechend 0 mV für Metrosensor-pH-Elek troden). Mit
der zweiten bzw. weiteren Puffer lö sun gen wird die
Steilheit der pH-Elektrode ermittelt. Die se Steilheit wird in
Prozent des theoretischen Wer tes ausgedrückt (100 % =
0.059 V pro ΔpH 1 bei 25 °C). Um spätere Messfehler zu
minimieren, sollte stets da rauf geachtet werden, dass der
er war tete Mess wert der Probenlösung immer innerhalb
des durch die Puf fer lösungen abgedeckten pH-Be rei ches
liegt. Mo der ne pH- und Ionenmeter wie z. B. das 780
pH-Meter und die 781 und 867 pH-/Ionenmeter erfordern
keine ma nu elle Einstellung. Die Puffer lö sun gen
-wer den au to ma tisch erkannt und können in be lie bi ger
Reihen folge vorgelegt werden.
Die Kalibrierung ist stets auch eine Überprüfung der
Messelektrode. Die Kalibrierpuffer weisen eine mittlere
Säure-Base-Konzentration auf, und die Ionen stärke liegt
im Bereich der gängigsten Mess lösungen. Die Temperaturabhängigkeit
der Elektrodensteilheit erfordert im Voraus
die Kenntnis der Kalibrier- und Mess temperatur. Hinweise
über den Elektrodenzu stand geben die Elektroden steilheit,
der Elek tro den nullpunkt, die Einstellzeit des Signals
und dessen Strö mungsabhängigkeit. Mit dem Metrohm
780 pH-/Io nen meter, dem 780 pH-Meter und den
Titrandos (in Verbindung mit PC Control oder Touch
Control) kann ein automatischer Elektrodentest durchgeführt
wer den, der eine genaue Aussage über den Elek troden
zu stand liefert und mit dem sich oft die Fehlerquelle
loka li sie ren lässt.
83