Elektroda konstrukcija

Elektroda konstrukcija
Visbiežāk tiek lietoti stikla elektrodi, Visizplatītākā konstrukcija ir stikla caurulīte kuras galā ir stikla
lodīte. Parasti elektrods ir piepildīts ar hlorīda buferšķīdumu, kurā ir iemērkta sudraba stieple, kas
pārklāta ar sudraba hlorīdu.
Aktīvā elektroda daļa ir stikla lodīte, Ja stikla caurulītes sieniņas ir biezas un izturīgas, tad stikla
lodīte galā tiek veidota no pēc iespējas plānāka stika. Stikla virsma tiek protonēta gan ar iekšējo,
gan ārējo šķīdumu līdz tiek sasniegts līdzsvars. Abas stikla puses tiek uzlādētas ar absorbētiem
protoniem, šis lādiņš nodrošina potenciāla starpību. Potenciālu apraksta Nernsta vienādojums un
tas ir tieši proporcionāls pH starpībai abās stikla pusēs. Tā kā elektroda iekšpusē pH ir nemainīgs
vienādojumu izsaka:
E= E 0`+ 0.0591pH ārpusē
Vadi uz pH metrru
Uzpildes atvere
Ag/AgCl references elektrods
References elektroda iekšējas šķidums
Savienojums
Ar AGCL pārklāta stieple
Stikla elektroda iekšējais
šķīdums
Vairums komerciāli piedāvāto elektrodu ir kombinētie elektrodi, kas sevī ietver abus stikla H+ jonu
jutīgo elektrodu un papildus references elektrodu, kas abi atrodas vienā korpusā. Kombinēto
elektrodu konstrukcija nodrošina, ka elektriskā ķēde tiek noslēgta pH metrā un iekšējā un ārējā
šķīdumā. Lai nodrošinātu precīzus un stabilus nolasījumus references elektrods, lai netiktu
piesārņots, ir jāizolē no mērāmā šķīduma, bet jāsaglabā savienojums, lai būtu slēgta elektriskā
ķēde. Tam tiek izmantota neliela atvere, kurā ir ievietota poraina mebrāna vai keramikas dakts.
Iekšējais šķīdums lēni plūst caur savienojumu. Lai samazinātu šķīduma plūsmu caur savienojumi,
iekšējais šķīdums var tikt pildīts želejveidā. Šādus elektrodus sauc par gela elektrodiem.

Parastajos elektrodos par uzpildes šķīdumu tiek izmantots KCL, kas lēni plūst ārā pa savienojumu
caur membrānu vai keramikas dakti. Mērāmais paraugs tiek piesārņots ar KCl. Tā kā iekšējais
šķīdums mērījumu laikā izplūst caur mebrānu elektrodi ir jāuzpilda ar KCL šķīdumu tā, lai šķīduma
līmenis elektrodā būtu vismaz tikpat augsts kā mērēmā šķīduma līmenis. Tas pasargā iekšējo
šķīdumu no piesārņojuma.
Tā kā elektrodu uzpilde ir piņķerīga un prasa lietotāja uzmanību un neļauj iekārtu izmantot kā
portatīvu instrumentu - tiek piedāvāti elektrodi ar gela pildījumu. Šādiem elektrodiem ir lēnāka
plūsma un nepastāv risks piesārņot iekšējo šķīdumu, nav iespējas un nepieciešamības papildināt
iekšējo šķīdumu. Kā trūkums mināms tas, ka elektrodam ir īsāks kalpošanas laiks, jo beidzoties
gelam tas vienkārši ir izmetams.
Elektroda iekšējā šķīduma plūsmas ātrums ir ļoti būtisks, ja šķīdums plūst ārā pārāk ātri membrāna
ir bojāta, ja neplūst vai plūst pārāk lēni membrāna ir aizsērējusi un elektrods ir jātīra.
Papildus elektrodiem ar šķidruma pildījumu tiek piedāvāti arī ISFET cietfāzu elektrodi, kuros tiek
kontrolēta strāva, kas plūst starp diviem pusvadītāja elementiem (noteci un avotu), kas rodas
protonējot oksīdu vārtus. Protonēšana notiek līdzīgi kā aprakstīts iepriekš, bet mērījumu metode ir
nevis noteikt potenciāla starpību abās stika pusēs, bet han strāvu kas plūst caur tranzistoru. Jo
mazāks pH, jo vairāk tiek protonēti oksīdu všrti un rodas lielāka strāva. ISFET elektrodu
priekšrocība ir mazāki izmēri, lielāka izturība. Tomēr ISFET elektrodus nevar lietot standarta pH
metriem un tiem ir zemāka mērījumu precizitāte.
Kādu elektrodu izvēlēties
Ir vairāku veidu pH elektrodi. Dažām specifiskām aplikācijām Jums nepieciešams izvēlēties ļoti
rūpīgi, bet parasti izvēle nav sarežģīta.
Ja jūs strādājiet ar ūdens šķīdumiem, kuri satur vismaz 5 % ūdens un jūsu šķīdums nesatur
savienojumus, kas reaģē ar sudrabu, lietojiet vispārēja pielietojuma elektrodus.
Ja jūs strādājie ar šķīdumiem, kas satur organiskas dabas materiālus, proteīnus, TRIS
bufferšķīdumus, smagos metālus, vai arī maza jonu spēka šķīdumus, lietojiet kalomela elektorus,
jo uzskaitītie savienojumi var reaģēt ar sudrabu un bloķēt savienojumu.
Ja jūs strādājiet ar šķīdumiem, kas var bloķēt normāla elektroda membrānu ( eļļas, pārtikas
produkti vai krāsa, lietojiet elektrodus ar teflona savienojumu. Savienojums no poraina Teflona ir
izturīgs pret piesārņojumu.
Izvēloties elektrodu neaizmirstiet pārliecināties par pH diapazonu un temperatūru diapazonu. Jo
atsevišķi elektrodi ir piemēroti darbam tikai skābēm vai tikai bāzēm, kā arī mēdz būt elektrodi, kas
nav paredzēti temperatūrām virs 60°C – plastmasas korpusa elektrodi.

Elektroda spraudņi
Atkarībā no ražotāja elektrodam var atšķirties spraudnis, tāpēc izvēloties elektrodu,
pārliecinieties vai tas ir savietojams ar jūsu pH metru.
Kaoksiālais spraudnis – Metrohm pH
metri
BNC spraudnis – Schott, Sartorius
SMEK spraudnis – Schott
S7 spraudnis – Mettler Toledi
LB spraudnis, WTW
Elektrodu pielietojums
Elektroda kalpošanas laiks ir atkarīgs no lietošanas apstākļiem
Elektrodi, kas tiek lietoti ekstremālos apstākļos vai arī norādītā diapazona
galējos punktos kalpo īsāku laiku
Transportēšanas un glabāšanas apstākļi 0 – 40°C
Ekstemāli apstākļi ietver: augstu vai bieži mainīgu temperatūru, stipras skābes,
fluorūdeņražskābi, stipras bāzes, organiskas dabas šķidinātājus, eļļas, taukus,
pazīstamus atbalsta elektrodu toksīnus, kā sulfīdi, bromīdi, jodīdi, proteīni un
šķīdumi ar lielu piesārņojumu.
Elektroda sagatavošana darbam
Noņemiet elektroda uzgali no elektroda.
Notīriet no elektroda sāļu paliekas, noskalojot to ar dejonizētu vai destilētu
ūdeni
Pārliecinieties vai elektroda šķīdums ir vismaz 25 mm augstumā, ja nav,
atveriet elektroda vāciņu un veiciet elektroda uzpildīšanu izmantojot
elektrolīta šķīdumu.
Veicot mērījumus ar elektrodu vāciņš ir jātur atvērts.
Pievienojiet elektrodu iekārtai
Mērīšanas tehnikas
Lai nodrošinātu precīzus mērījumus, katru dienu kalibrējiet elektrodu

Vienmēr lietojiet svaigus buferšķidumus
Veicot mērījumus un kalibrēšanu ieteicams maisīt šķīdumu
Veicot kalibrēšanu, ļaujiet elektrodam kādu laiku stabilizēties pirms
ievietošanas buferšķīdumā. Pirms kalibrēšanas taustiņa nospiešanas paturiet
elektrodu buferšķīdumā, kas ļaus pilnībā sasniegt līdzsvaru un nodrošinās
precīzākus rezultātus.
Skalojiet elektrodu ar dejonizētu ūdeni pirms katra parauga mērīšanas
Nosusiniet elektrodu
Glabāšana
Elektrods ir jāglabā elektroda uzpildīšanas šķīdumā. Elektrodu var glabāt vai nu
komplektā esošajā elektroda uzgalī, kas uzpildīts ar 3 M KCl vai arī vārglāzītē ar 3 M
KCL. Elektroda glabāšanas šķīdumu vai iegādāties vai arī pagatavot izšķīdinot 22,37 g
kālija hlorīda 100 ml dejonizēta vai destilēta ūdens.
Elektrodu nedrīkst glabāt dejonizētā ūdenī. Glabājot elektroda vāciņš ir jāaizver.
Tīrīšanas procedūras
Ja elektrods paliek lēns vai kalibrēšana atzīst to par sliktu, notīriet elektrodu
atbilstoši sekojošam aprakstam.
Vispārēja tīrīšana
Iemērciet elektrodu 0.1 mol/l HCl vai 0.1 mol/l HNO3 uz 30 min. Iztukšojiet un
piepildiet ar jaunu elektrolīta šķīdumu. Iemērciet elektrodu glabāšanas šķīdumā uz
vienu stundu
Neorganisks piesārņojums
Iemērciet elektrodu 0.1 mol/l EDTA nātrija sāls šķīdumā uz 15 min. Iztukšojie un
piepildiet ar jaunu elektrolīta šķīdumu. Iemērciet elektrodu glabāšanas šķīdumā uz
vienu stundu
Proteīni
Iemērciet elektrodu 1 % pepsīna 0.1 mol/l HCL šķīdumā uz 15 min. Iztukšojie un
piepildiet ar jaunu elektrolīta šķīdumu. Iemērciet elektrodu glabāšanas šķīdumā uz
vienu stundu
Eļļas un smērvielas
Noskalojiet elektrodu ar vidēja stipruma mazgāšanas līdzekli vai metanolu. Iztukšojie
un piepildiet ar jaunu elektrolīta šķīdumu. Iemērciet elektrodu glabāšanas šķīdumā
uz vienu stundu
Svarīgi elektrodiem ar Pt savienojumu
Nekad neveiciet mehānisku Pt tiltiņa tīrīšanu. Pēc ķīmiskas tīrīšanas Jūs variet
noskalot ķīmisko lidzekļu paliekas ar vakuuma palīdzību
Elektrodiem ar plastmasas korpusu
Elektrodus ar plastmasas korpusu nedrīkst lietot darbā ar organiskiem šķīdinātājiem
vai spirtiem, jo tie bojā elektroda korpusu
Elektroda pārbaude
Pievienojiet pH elektrodu pie iekārtas, pārslēdziet iekātu uz mV mērījumiem.
Noskalojiet elektrodu un ievietojiet to pH 7 buferšķīdumā – mV nolasījumiem ir jābūt
0 ± 30 mV, ja nobīde ir lielāka ir problēmas ar elektrodu.

Ievietojot elektrodu pH 4 buferšķidumā mV nolasījumam ir jābūt 159 līdz 186 mV
vairāk kā pie pH 7, t.i., ja pie pH 7 = 1- mV pie pH 4 jābūt 169 – 196 mV, ja tā nav ir
problēmas ar elektrodu
Ievietojot elektrodu pH 10 buferšķīdumā mV nolasījumam ir jābūt no -159 līdz -186
mV mazākam kā pie pH 7, t.i., ja pie pH 7 bija 10 mV, tad pie pH 10 jābūt no -159 līdz
-186 mV, ja tā nav ir problēmas elektroda darbībā.
Risinājumi:
Pārliecinieties vai buferšķīdumi ir svaigi un nav piesārņoti
Ja elektrodā ir gaisa burbuļie tie ir jādabūn ārā, kratot elektrodu, līdzīgi kā
mediciniskajam termometram saamazinot nolasījumu pirms mērīšanas.
Ja mērījumi tomēr ir ārpus diapazona, notīriet elektrodu kā aprakstīts iepriekš
un atkārtojiet elektroda pārbaudi.
Elektroda atdzīvināšana
Piezīme: šī procedūra ir pēdējas solis, tā var darboties un var arī nedarboties. Jūs
variet to izmēģināt pirms elektroda izmešanas.
Pirms atdzīvināšanas procedūras izmēģiniet elektroda tīrīšanas procedūru, ja tā
nepalīdzēja, tad:
Uz 4 – 8 h iemērciet elektrodu 1M HCL šķīdumā
Noskalojiet elektrodu un iemērciet to uz 1 h pH 7 buferšķīdumā
Pārbaudiet vai elektrods strādā.
Ja elektrods vēljoprojām nestrādā:
Uzpildiet elektrdu ar jaunu elektroda šķīdumu
Ielieciet elektrodu velkmes skapī
Iemērciet elektrodu 10 % slāpekļskābes šķīdumā. Uz plītiņas uzkarsējiet
elektrodu līdz viršanai. Un turioet verdošā šķīdumā 10 min.
Ielejiet vārglāzē 50 ml elektroda uzpildes šķīduma, uzkarsējiet.
Pārnesiet elektrodu uz šķīdumu ar uzkarsētu uzpildes šķīdumu. Atdzesējiet.
Kad elektrods ir atdzisis pārbaudiet vai tas strādā
Šo metodi var lietot arī ar gelu pildītiem elektordiem, neuztraucieties ja karsējot 10
% slāpekļskābē daļa gela izplūst, tas pat ir vēlams.
Ja atdzīvināšanas procedūra nepalīdz elektrodam reaģēt ātri un līknes stāvums
kalibrējot saglabājas 55 – 61 mV/pH elektrods nav atdzīvināms.
Atcerieties, ka šī ir galīgas nepieciešamības procedūra un nav lietojama bez
vajadzības.