+385 (0) 1 2446 721 info@hannainst.hr

Da li i kod Vas prilikom mjerenja pH vrijednosti dolazi do grešaka i odstupanja?
Predstavljamo 10 najučestalijih grešaka.
Ispravna tehnika mjerenja pH vrijednosti je pitanje koje je često nejasno našim korisnicima. Pitanja poput „Koliko često treba vršiti kalibraciju?“ i „Koliko često treba mijenjati elektrodu?“ su sasvim uobičajena za nekoga tko se ranije nije susretao sa pH mjerenjima.
Hanna tim je kroz 38 godina poslovanja imao priliku upoznati se sa mnogim dobrim (i lošim) praksama prilikom mjerenja pH vrijednosti.
Napravili smo popis 10 najčešćih grešaka do kojih dolazi u praksi, kao i savjete kako ih izbjeći.

Greška #1: Čuvanje elektrode u suhom stanju

Nepravilno čuvanje elektrode je nešto sa čime se susrećemo s vremena na vrijeme. Povremeno ćemo naići na elektrode koje korisnici čuvaju na suhom. Tipično, netočno objašnjenje koje stoji iza ovoga je da će skladištenje suhe elektrode učiniti elektodu inertnijom i dugotrajnijom.
Ono što se zapravo dešava je da se elektroda na taj način suši, sasvim sigurno trajno ako se dovoljno dugo drži na suhom. Staklena membrana pH elektrode se zapravo sastoji od tri delikatna staklena sloja: hidratizirani vanjski sloj, suhi središnji sloj i hidratizirani unutarnji sloj. Hidratizirani sloj osigurava osjetljivost elektrode na promjene u pH vrijednosti.
Isušivanjem elektrode, znatno smanjujete njezinu osjetljivost.
Ovo dovodi do netočnih mjerenja pH vrijednosti i duljeg vremena odziva. Na sreću, elektroda koja je bila čuvana u suhim uvjetima se može „oživjeti“ u većini slučajeva uranjanjem vrha i spoja elektrode u posebnu otopinu za čuvanje na minimalno sat vremena. Nakon toga se elektroda može kalibrirati.

Greška #2: Brisanje senzora

Jasno nam je da želite senzorsko staklo elektrode ostaviti čistim i spremnim za naredna merenja, i zbog toga ga brišete papirnatim ručnikom. Međutim, ovo može prouzročiti više problema od zaostalog pufera u Vašem uzorku.

Kako biste razumjeli u čemu je problem, bitno je da znate po kojem principu pH elektrode funkcioniraju.
Elektroda šalje signal u voltima koji je direktno povezan sa pH vrijednošću uzorka u koji je uronjena. Brisanje stakla može prouzročiti nastanak statičkog elektriciteta (na isti način kao što se naelektrizira balon prilikom trenja). Nastali statički elektricitet predstavlja smetnju za očitanje vrijednosti u voltima. Kada je očitanje razlike potencijala pogrešno, onda je i preračunata pH vrijednost netočna. Štoviše, hidratizirani sloj na staklu koji je dobijen pri pravilnom čuvanju, poremetit će se prilikom brisanja papirnatim ručnikom.

Umjesto brisanja elektrode, dovoljno je ispiranje destiliranom ili deioniziranom vodom.
Ako je potrebno, može se glatkim papirnim ručnikom upiti nepotrebna voda sa elektrode, ali je potrebno voditi računa i ne trljati previše površinu same elektrode.

Greška #3: Čuvanje elektrode u deioniziranoj vodi

Čuvanje elektrode u čistoj vodi (deioniziranoj, destiliranoj ili po principu reverzne osmoze) je također pogrešno. Ovo se dešava vrlo često kada korisnik ostane bez otopine za čuvanje a želi održavati elektrodu hidriranom što predstavlja ozbiljan problem.
Deionizirana voda ne sadrži ione. pH elektroda ih je puna, i u otopini za punjenje i u hidratiziranom dijelu pH senzorskog stakla. Kada se elektroda uroni u otopinu koji ne sadrži ione, ioni iz elektrode će prelaziti u otopinu dok se ne uspostavi ravnoteža. Nakon što većina iona izađe iz elektrode uslijed čestog skladištenja u deioniziranoj vodi, elektroda prestaje biti funkcionalna. Staklo također brže degradira što vodi do kraćeg životnog vijeka same elektrode.
Ako uočite da se elektroda čuva u deioniziranoj ili destiliranoj vodi, obavezno je uklonite. Ako je elektroda punjiva, zamijenite otopinu elektrolita svježim. Kada zamijenite otopinu, smjestite elektrodu u otopinu za čuvanje te potom izvršite kalibraciju.
Najbolja praksa je čuvanje elektrode vršiti u otopini za čuvanje.
Ako nemate otopinu za čuvanje elektrode, ili Vam nije dostupna, puferske otopine pH 4 ili pH 7 se mogu koristiti kao alternativa.

Greška #4: Nedostatak čišćenja elektrode

Vidjeli smo dosta zanimljivih primjena od kada smo prvi put pustili pHep™ u prodaju davnih 1980ih. Njegovim lansiranjem postala su moguća pH mjerenja izvan laboratorija jer su se vršila mjerenja u različitim uzorcima, od zemljišta do vina.

Zbog toliko različitih uzoraka, imalo je smisla napraviti otopine za čišćenje specijalne za ovakve primjene.
Čišćenje je jednako važno kao i kalibracija kako bi se omogućila točna pH mjerenja.

To je zbog činjenice da naslage koje se stvaraju na elektrodi oblažu senzorsko staklo. Na primjer, masti, ulja ili hrana mogu obložiti elektrodu. Zbog toga, mjerit će se pH vrijednost naslaga i uzorka, umjesto mjerenja u samom uzorku. Dugo vrijeme odziva je također posljedica onečišćene elektrode. Možete čak i obilježiti vrijednost koja djeluje kao stabilna, ali u stvarnosti, vrlo sporo ćete doći do točne. Ovo se može dogoditi čak iako se elektroda čini čistom; na primjer jako tanak sloj naslaga od ulja može i dalje biti prisutan na elektrodi.

Najbolji način za čišćenje elektrode je uz pomoć otopine za čišćenje pH elektroda. Još bolje bi bilo koristiti specijalnu otopinu namjenjen za uklanjanje naslaga nastalih baš od uzoraka u kojima se vrše mjerenja. Na primjer, postoje otopine za čišćenje koje su idealne za uklanjanje naslaga ili mrlja od vina sa elektode. Na ovaj način ćete biti u potpunosti sigurni da su nečistoće uklonjene sa Vaše elektrode.

Greška #5: Greške prilikom kalibracije

Kalibracija je definitivno jedan od procesa u vezi sa kojim najčešće dobijamo pitanja. Učestalost kalibracije je najveća briga korisnika. Također dobijamo mnogo pitanja oko toga koje pufere treba koristiti . Ponekada je frustracija kod korisnika toliko ozbiljna, da u potpunosti prestanu vršiti kalibraciju. Na sreću, postoji rješenje za sva pitanja (i frustracije) ako razumijemo kako se kalibracija vrši i koji joj je smisao.

Sve pH elektrode rade po principu poznatom kao Nernstova jednadžba. Uz pomoć Nernstove jednadžbe se vrši pretvaranje razlike potencijala u koncentraciju iona (ili pH). Ova korelacija predstavlja ravnu liniju. Za pH elektrode teorijska vrijednost u mV, kada je pH 7 je 0 mV (neutralna vrijednost), a nagib linije je 59,16 mV. U teoriji za svaku pH jedinicu promjena u jačini struje će biti 59,16 mV (npr. ukoliko se pH promijeni sa 6 na 7, jačina struje se mijenja za 59,16 mV). Ovo važi samo u teoriji pošto se nagib mijenja tijekom dulje upotrebe.

U stvarnosti, elektroda se ponaša drugačije nego što je u teoriji predviđeno (npr. nagib može biti 58,2 mV a pomak između vrijednosti 8 mV). Kalibracijom se određuje prava vrijednost nagiba i pomak kao i korištenjem, odnosno upotrebom pufera poznatih pH vrijednosti i mijenjanjem vrijednosti na osnovu novih kalibracija.
Za najbolje rezultate, trebalo bi koristiti pufere za kalibraciju koji imaju vrijednost približnu kao i uzorci koji bi se mjerili.

Pufer pH vrijednosti 7 bi se uvijek trebao koristiti kako bi se odredio pomak u neutralnoj točki. Ukoliko je kod uzorka pH 8.6, onda će se za kalibraciju koristiti puferi sa pH vrijednostima 7 i 10.

Učestalost kalibracije naposlijetku ovisi o točnosti koju korisnik želi postići. Dnevna kalibracija bi bila idealna; ipak, shvatamo da kalibracija iziskuje dodatno vrijeme.

Ako Vam nisu bitne sitne greške u mjerenjima, nije potrebno vršiti kalibraciju na dnevnom nivou (ali se ipak preporučuje!).

Greška #6: Odabir elektrode

Sve pH elektrode su dizajnirane na različite načine. Čak i uz najbolju tehniku rada, možda ipak nećete imati najtočnija mjerenja. Razloga je što neke elektrode više odgovaraju mjerenjima u određenim uzorcima od drugih. Duže vrijeme odziva i kraći vijek trajanja elektrode mogu biti posljedica korištenja elektrode u uzorcima za koja nije striktno namijenjena.
Uzmimo za primjer „standardnu“ elektrodu. Obično je tijelo elektrode napravljeno od stakla sa sfernim vrhom koji predstavlja senzor. Na vrhu se uglavnom nalazi keramički spoj kroz koji se vrši protok elektrolita iz referentnog dijela elektrode. Na ovaj način se omogućava široka primjena, ali elektroda nije savršena za sve uzorke. Problem nastaje kada se vrše mjerenja u polučvrstim ili čvrstim uzorcima, kao i u onima koji sadrže suspendirane tvari. U ove uzorke spadaju vino, otpadne vode i hrana. U uzorcima sa niskom ionskom snagom (kao na primjer, pitka voda) može biti problem vrijeme odziva i stabilnost mjerenja.
U ovim slučajevima, najbolje je koristiti elektrodu koja je specijalno namijenjena za različite vrste uzoraka. Konusni vrh sa otvorenim spojem omogućava direktna mjerenja u čvrstim i polučvrstim uzorcima bez stvaranja naslaga. Elektrode sa višestrukim keramičkim spojevima omogućavaju elektrolitu brže istjecanje u otopinu, čime se osigurava stabilnost u pH mjerenjima u uzorcima niske provodljivosti.
Odabir odgovarajuće elektrode je od presudnog značaja za pravilna mjerenja.

Greška #7: Neuklanjanje čepa sa otvora preko kojeg se puni elektroda

Otvor sa čepom preko kojeg se puni elektroda izgleda kao mali detalj u cijeloj konstrukciji punjive pH elektrode. Uostalom, on samo sprječava isušivanje elektrolita, zar ne? Da, ali ako je zavrnut do kraja kao kada ste dobili elektrodu, to može predstavljati problem.
Najnovije pH elektrode su tehnički gledano dvije elektrode u jednoj: senzorska i referentna.
Referentna elektroda zahtjeva spor ali stabilan protok elektrolita iz elektrode u otopinu.
Kada je otvor preko kojeg se puni elektroda zatvoren a čep čvrsto zategnut, elektrolit ne može istjecati iz elektrode u otopine. Nastaje isti fenomen kao kada prstom prekrijete jednu stranu slamčice; iako postoji otvor na dnu, tekućina neće istjecati dokle god prst prekriva jedan otvor. Ishod su nepravilna očitanja koja se vjerojatno neće stabilizirati u odgovarajućem vremenskom roku.
Na sreću, rješenje je jednostavno, blago odvrtanje ili uklanjanje čepa preko kojeg se puni elektroda. Prilično lako.

Greška #8: Nivo elektrolita

Punjive elektrode omogućavaju da dopunite elektrolit kada mu se nivo počne smanjivati. Ipak, ako ne dopunjavate elektrolit s vremena na vrijeme, to će utjecati na pH mjerenja.
Nepravilan odziv elektrode je najčešći problem koji nastaje zbog neadekvatnog nivoa elektrolita.
Protok elektrolita kroz referentni spoj osigurava završetak mjerne ćelije. Ovo također omogućava pretvaranje vrijednosti izražene u mV u odgovarajuću pH vrijednost.
Osigurajte da Vaša elektroda bude funkcionalna time što će biti napunjena minimalno do nivoa od oko jednog centimetra ispod otvora preko kojeg se puni elektroda.

Greška #9: Neadekvatno uranjanje elektrode

Lako možete pomisliti da je vrijednost koja se prikazuje na zaslonu pH metra točna pH vrijednost, dokle god je elektroda uronjena u uzorak. Zapravo, istina je da i senzorski dio i referentni spoj elektrode moraju biti potpuno uronjeni u uzorak kako bi se ispravno mjerila pH vrijednost.
Vratimo se na temu referentne i senzorske elektrode. pH senzor funkcionira tako što je senzorsko staklo u interakciji sa uzorkom i proizvodi razliku potencijala u odnosu na referentnu elektrodu (koja ima stabilni potencijal u svim uzorcima). Ukoliko jedan od ovih dijelova nije u potpunom kontaktu sa uzorkom, sustav mjerenja je nepotpun, što dovodi do pogrešnih rezultata mjerenja.
Problemi vezani za uranjanje elektrode se mogu rješiti dodavanjem dovoljne količine uzorka kako bi se uronili i spoj i senzorsko staklo.
Pozicija referentnog spoja se mijenja u ovisnosti od dizajna elektrode, stoga, konzultirajte se sa tehničkim osobljem kako biste bili sigurni gdje točno se nalazi spoj.

Greška #10: Korištenje stare elektrode ili elektrode kojoj je istekao rok trajanja

Kao i sva oprema, pH elektroda se mora zamijeniti s vremena na vrijeme kao dio redovnog održavanja. Što se elektrode duže koriste, senzorski dio će sporije raditi i imati dulje vrijeme odziva nego na samom početku. Na kraju krajeva, elektroda će prestati reagirati na promjene u pH vrijednosti.

Postoje određeni parametri koji se povezuju sa pravilnim funkcioniranjem elektrode. Nagib i pomak spadaju u poznate vrijednosti uz pomoć kojih se može mjeriti funkcionalnost elektrode. Ove vrijednosti se mogu odrediti prilikom kalibracije.

Ponekad, uprkos svim naporima, elektroda ipak ne funkcionira kako treba. Ako je elektroda stara, možda je jednostavno došlo vrijeme za zamjenu. Svakako, prvo je treba pokušati očistiti i uroniti u otopinu za čuvanje; možda je ipak samo neki od problema koje smo pominjali ranije.
Iako izgleda da postoji dosta koraka koje je potrebno slijediti kako bi se dobila točna mjerenja, mnogi Hanna Instruments uređaji, kao što je HI5221 istraživački pH metar nude CAL Check ™ opciju.
Uz pomoć Hanna CAL Check ™ opcije mogu se uspoređivati podaci o nagibu i pomaku iz prethodno vršenih kalibracija.

Automatski se prepoznaju potencijalni problemi sa elektrodom i/ili puferima korištenjem ugrađene dijagnostike.

Ova dijagnostika će Vas obavijestiti o postojanju mogućih grešaka povezanih sa onečišćenom elektrodom i kontaminiranim puferima, i također Vas obavestiti o općem stanju elektrode nakon svake kalibracije. CAL Check™ opcija Vam je jamstvo da je elektroda koju koristite u dobrom stanju i da je spremna za točna mjerenja.