Калібрувальні буферні розчини для ph метрів. Значення pH
рН-електроди – це не ідеальні системи. Вони можуть мати різну довжину, недосконалу геометричну форму, порушення у складі внутрішнього електроліту тощо. Усе це впливає їх характеристики і, водночас, це цілком нормально, оскільки у будь-якому виробництві існують певні допуски. Тому кожен рН-метр потребує калібрування, яке допомагає приладу встановити співвідношення між сигналом від електрода та значенням рН у розчині.
Запечатаний пакет фольги може бути досить повільним, щоб поглинати вуглекислий газі знижувати рН, але без дати неможливо дізнатися скільки йому років. Це може бути п'ять років чи більше. Таблиця 1 була куплена у місцевому зоомагазині. Це здається надмірним для мене, але, принаймні, є дата, і у них, сподіваюся, є підстави вважати, що вона така стабільна, що довго. Всі зразки, у яких були дати і які не спливли, були прийнятними. Це також може відображати якість упаковки.
Таким чином, бренди, які не пройшли, не мали дат закінчення терміну, у той час як усі ті, у кого були такі дати, були прийнятними. Як показано вище, комерційні калібрувальні рішення можуть бути неточними. Акваріумісти, які стурбовані точністю, можуть перевірити правильність роботи, перевіривши їхній лічильник в інших стандартних рішеннях. Одним із таких розчинів є борат, приблизно до рН Крейг Бінман описав це корисне випробування у попередній статті.
Калібрування - дуже відповідальний момент! Треба усвідомлювати неможливість вимірювання рН з точністю більшою, ніж використовувані стандарти. Наприклад, якщо Ви хочете працювати з точністю 0.01рН, необхідно виконання наступних умов: сумарна похибка рН-метра і електрода не повинна перевищувати 0.005 рН і проводити калібрування слід з особливою увагою на спеціальних високоточних буферних розчинах. Купити такі розчини не можна, оскільки вони зберігаються. Їх доведеться готувати самостійно, з використанням спеціально підготовлених реактивів та води.
Проте, навіть цей метод не є надійним. Важливим аспектом використання рН-метра є його правильне калібрування. Кожен лічильник матиме дещо інший метод калібрування. Проте низка загальних правил дуже корисна. Більшість акваріумістів калібрують рН-метри з використанням двох розчинів із відомим рН. Лічильник, який дозволяє лише одну точку калібрування, є дуже поганим вибором. Використання більшої кількостіштрафу, якщо лічильник дозволяє більше двох. При використанні двох розчинів для калібрування рН-електроду для використання в морському акваріумі одна калібрувальна точка повинна оптимально перебувати нижче 0, а одна повинна бути вищою за 5.
Якщо у Вас немає можливості приготувати буфер із точністю +/- 0.005 рН, то доведеться задовольнятися фірмовими буферними розчинами, точність яких забезпечується на рівні +/- 0.02рН. За калібрування за такими стандартами сумарна похибка не перевищуватиме 0.04 – 0.03 рН, за умови, що похибка приладу знаходиться на збитку 0.01 рН. Це найпоширеніша практика, і Ви не знайдете жодної методики або ГОСТу, де була б потрібна підтримка рН з точністю вище, ніж 0.05 рН. Виняток становлять лише деякі фармацевтичні та спеціалізовані виробництва.
Сучасні рН-електроди зазвичай комбіновані, тобто. в одному корпусі знаходяться рН-електрод, і електрод порівняння. Крім зручності в роботі, це забезпечує швидший відгук та знижує сумарну помилку.
Ізоелектрична точка для таких електродів знаходиться на рН = 7 (0 мВ). Тому в першу чергу прилад слід калібрувати по буферу з нейтральним рН (наприклад, 6.86 або 7.01). Другу точку слід вибирати з відривом приблизно 3 одиниці рН, тобто. рН=4 або 10. Якщо прилад калібрується лише за двома буферами, то вибір другої точки залежить від діапазону, в якому Ви переважно працюєте. Якщо це лужні розчини, то скористайтесь буфером із рН=10, якщо кислі – з рН=4. Це пов'язано з деякою різницею в нахилах калібрувальних прямих у кислій та лужній ділянці. Проблем не виникне, якщо Ваш прилад може калібруватися за трьома точками. І тут порядок калібрування не важливий, оскільки рН-метр самостійно його відстежує.
На недорогих моделях рН-метрів (HI8314, Piccolo, Checker) для калібрування передбачено два гвинти: один для налаштування ізоелектричної (опорної) точки (рН7), інший для налаштування нахилу (рН4/10). Дуже часто при використанні їх плутають і виникає ситуація, коли взаємне положення гвинтів не дозволяє провести калібрування. У цьому випадку перед проведенням калібрування слід виставити обидва гвинти в середнє положення (1/2 обороту для Piccolo і 15-16 оборотів для інших моделей від крайнього положення).
Найбільш досконалі моделі рН-метрів мають т.зв. підтримку GLP, яка, крім дати останнього калібрування, дозволяє оцінити стан електрода на підставі даних про відношення нахилу калібрувальної кривої до теоретичного значення (59.16 при 25С) у %. Якщо прилад немає підтримки GLP, але є режим вимірювання мВ, то нахил можна розрахувати самостійно, вимірявши значення мВ в буфері рН=7 і рН=4.
Наприклад:
pH7 = -10 мВ
pH4 = +150 мВ
нахил = 150 - (-10) / 59.2х3 = 90.1%
95 – 102% - електрод у робочому стані,
92 – 95% - електрод потребує очищення,
менше 92% - необхідно змінити електроліт або замінити електрод.
Проблема термокомпенсації, автоматична термокомпенсація
Проблема компенсації змін температури одна з найважливіших і найважче вирішуваних у рН-метрії. Похибка у вимірах виникає з трьох причин: До рівняння Нернста входить температура; Рівноважні концентрації іонів водню у буфері та зразках змінюються залежно від температури; Характеристики рН-електроду залежать від температури. 1. Відповідно до рівняння Нернста, теоретичний нахил калібрувальної кривої змінюється з температурою. Якщо прилад не враховує цієї зміни, то до похибки вимірів додається помилка в середньому рівна 0.003рН на кожний градус Цельсія та кожну одиницю рН від ізопотенційної точки.Наприклад: прилад відкалібрований буфером рН=7 при температурі 25С.
Зразок з рН = 5 при 20С, помилка = 0.003 х 5 х 2 = 0.03
Зразок з рН = 2.5 при 2С, помилка = 0.003 х 23 х 4.5 = 0.31
Зразок з рН = 12 при 80С, помилка = 0.003 х 55 х 5 = 0.82
|
температура |
значення pH |
||||
Що потрібно знати про термокомпенсацію
1. Під автоматичною термокомпенсацією в рН-метрії мається на увазі лише облік температури, яка входить до рівняння Нернста.
2. Якщо Ви хочете знати точне значення рН зразка за 25С, єдиний реальний вихід – це виміряти його при 25С.
Водневий показник кислотності pH – один із ключових факторів складання правильного живильного розчину для ваших рослин. Від кислотності розчину безпосередньо залежить, наскільки засвоюватимуться рослиною поживні елементи і, відповідно, здоров'я ваших рослин.
Для вимірювання pH також можуть використовуватися тестові смужки або рідкий колірний тест різних виробників. Проте, просунуті садівники давно придбали цифровий електронний pH-метр, який дозволяє найточніше і своєчасно контролювати кислотність живильного розчину.
Як і будь-який вимірювальний прилад, pH-метр вимагає регулярного калібрування, щоб ви могли бути впевнені в його точності. Процедура ця проста та доступна в домашніх умовах. Нижче ми покажемо покроковий фотозвіт калібрування pH-метра.
Для калібрування pH-метра вам знадобиться:
Чиста вода деіонізована, три ємності 300мл або більше, сухі реагенти для підготовки буферних розчинів, ложка для перемішування.
Ми рекомендуємо використовувати деіонізовану воду, тому що у воді з-під крана вже містяться мінеральні елементи, які вплинуть на показники готового буферного розчину і, відповідно, на якість калібрування приладу. Така вода може бути отримана після зворотноосмотичного фільтра або придбана в будь-якому автомагазині, де вона продається як дистильована вода.
Деіонізована вода відрізняється вкрай малим вмістом розчинених елементів. У нашому прикладі їх вміст 10ppm (10 мільйонів частинок води). В питній водіз-під крана їх вміст може сягати 400ppm і це значно вплине як калібрування pH-метра, і якість готового живильного розчину з урахуванням цієї води. Для визначення чистоти води можна придбати TDS/EC-метр.
Готуємо буферний розчин. Для цього розчиняємо вміст пакетиків 250мл. деіонізованої води і добре перемішуємо до повного розчинення осаду. PH-метр потрібно прополоскати в окремій ємності із чистою водою, щоб змити з приладу залишки солей від попередніх вимірювань.
Занурюємо pH-метр у готовий буферний розчин із кислотністю 4.0. Зверніть увагу на показання приладів – ці прилади раніше активно використовувалися та їх показники далекі від ідеальних.
Проводимо калібрування pH-метра. У новій версії приладу, що зліва, є функція автоматичного калібрування. Для цього потрібно утримувати кнопку cal протягом 5 секунд. Табло почне блимати та пропонувати вибрати один із еталонних показників. Натисканням на цю кнопку вибираємо «4.01». У більш старій версії (праворуч) для калібрування застосовується регулювальний гвинт на звороті, який обертається за допомогою невеликої плоскої викрутки. Доводимо показник до еталонного і готуємося до наступного кроку.
Попередньо прополоскавши pH-метр у чистій воді, щоб не змішувати буферні розчини, переміщуємо його у другу ємність із буферним розчином 6.86. Проводимо аналогічні дії, вибираючи потрібний показник на приладі.
Повторюємо процедуру калібрування pH-метра для повної впевненості. Не забуваймо щоразу при переміщенні приладу змивати залишки буферного розчину в чистій воді. Якщо ви все зробили правильно, пристрій порадує вас правильними показниками.
Готово! Ваш pH-метр відкалібрований і готовий до роботи. Зберігайте прилад у вертикальному положенні, наливши ковпачок 1-2мл. води. Вимірювальна голівка прослужить довше, якщо не пересихатиме.
Також можна використовувати готовий рідкий буферний розчин для калібрування, хоч це менш зручно. Рекомендуємо повторювати процедуру калібрування pH-метра один раз на місяць, щоб бути впевненим у його показаннях. Гарних вам урожаїв!
