Questions les plus fréquemment posées sur le pH/Redox

Le débit n'a pas d'effet sur le pH proprement dit, mais la mesure du pH peut être influencée. Dans la plupart des applications conventionnelles (pas pour l'eau ultrapure), le débit a très peu d'influence sur la mesure du pH. De petits effets peuvent se produire au niveau de la jonction (diaphragme) de l'électrode de référence et entraîner des variations de l'ordre de ± 0,1 pH pour les vitesses de débit à partir de 0-2 m/s. Le débit du volume dépend de la taille de la conduite.

La pression peut avoir un effet puisqu'elle influence directement la jonction de référence, poussant certains composés du process dans la jonction. Lorsque le pH est très bas ou très élevé (pH < 4 ou > 10), l'incidence est plus importante et peut être de l'ordre de ± 0,2 pH pour les grands changements de pression, en fonction de l'application.

Les cycles à pression et débits élevés causent une légère compression et expansion du contenu de l'électrolyte ainsi que la dilution ou la contamination de l'électrolyte dans la jonction et réduisent la durée de vie de l'électrode de pH. Pour une durée de vie et une performance optimales de l'électrode, celle-ci doit être placée dans un flux latéral avec un débit modéré et une décharge à la pression atmosphérique.

Le débit peut avoir un impact important sur les mesures de pH de l'eau pure (échantillons < 40 µS/cm). Cela ne doit jamais être tenté avec une électrode montée directement dans une chambre de circulation ou un raccord en plastique étant donné que l'eau ultrapure après être passée par les surfaces isolantes génère une charge statique qui rendra la lecture du pH très sensible au débit. L'électrode doit se trouver dans une chambre de circulation en acier inoxydable raccordée à la terre dans un flux latéral avec un débit faible, généralement de 50 à 100 ml/min., et avec un déversement par drain ouvert. Les débits faibles sont également nécessaires en raison des potentiels de la jonction de référence qui peuvent être générés dans les eaux pures. Pour une meilleure précision, il est recommandé d'utiliser une électrode de référence à jonction liquide avec réservoir à électrolyte rechargeable. L'électrode Thornton pHure^TM, qui utilise une électrode à électrolyte de référence gélifié pré-pressurisé, fournit des performances très similaires.

L'intervalle de calibrage nécessaire pour le pH dépend dans une grande mesure de l'application. Plus les conditions du procédé sont uniformes (température, pression, composition, pas d'encrassement, etc.), plus l'électrode de pH est stable et plus l'intervalle de calibrage est long. Le calibrage de la plupart des installations de pH est effectué entre une fois par semaine et une fois par mois, mais des intervalles plus longs ou plus courts peuvent être appropriés en fonction de l'expérience. Une bonne pratique consiste à commencer par calibrer fréquemment, puis à allonger progressivement les intervalles selon ce qui est permis par la stabilité de l'installation et les exigences de précision.

Une modification des valeurs de redox pour un procédé donné peut être due à de nombreux facteurs. La stabilité électrique de l'instrument est rarement un problème. Le redox peut être influencé par les changements de la composition minérale ou les variations du pH en fonction des différentes sources d'eau. Les électrodes de référence redox dériveront légèrement en vieillissant et devront finalement être remplacées. Pour de plus amples informations, reportez-vous au Bulletin d'application sur le redox.

Un redox stable nécessite la présence d'une condition d'oxydation ou de réduction définie. Dans l'eau pure, le redox dérivera en réponse aux niveaux d'oxygène dissous, aux traces de contaminants ou à la dernière solution dans laquelle l'électrode a été immergée.

Thornton ne recommande pas de calibrage des électrodes de redox dans les solutions. Le redox mesuré en millivolts absolus (à partir d'un instrument étalonné électriquement) fournira une base solide pour la comparaison des lectures. Les étalons de redox sont généralement utilisés pour vérifier la réponse d'une électrode, mais leur tolérance dans des conditions industrielles est trop large pour les utiliser pour le calibrage.

Les étalons sont décrits dans la pratique ASTM D1498, y compris les plus fréquemment utilisés qui sont les solutions tampons pH saturées à la quinhydrone. La quinhydrone est un produit chimique organique disponible chez les fournisseurs de laboratoires. Ces solutions doivent avoir été fraîchement préparées en raison de l'oxydation à l'air pendant le stockage. Des solutions utilisant des composés ferriques/ferreux qui seraient stables pendant de plus longues périodes sont disponibles dans le commerce. Pour de plus amples informations, reportez-vous au Bulletin d'application sur le redox.

Les éléments de l'électrode (centre) de mesure du pH et du redox sont en verre et en platine, respectivement. Leur durée de vie peut être très longue, à condition qu'elles ne soient pas cassées ou attaquées chimiquement. Les électrodes de verre pH sont attaquées par les solutions caustiques chaudes et perdront progressivement en réponse au fil des semaines ou des mois, en fonction de la sévérité des conditions au-dessus d'un pH de 10 et/ou d'une température de 60 °C. Les électrodes de verre pH peuvent également être attaquées et détruites par de l'acide fluorhydrique en quelques heures ou jours, en fonction du degré de concentration de fluorure au-dessus de 5 ppm et à un pH inférieur à 4.

Les électrodes de pH et de redox à usage général incluent également une électrode de référence ayant une quantité limitée d'électrolyte. Les sels d'électrolyte doivent maintenir un contact électrique constant avec l'échantillon du procédé via la jonction de référence (entourant l'électrode de mesure) pour permettre la mesure. En raison de ce contact, l'échantillon est soumis à une dissolution graduelle et à une perte, bien que cela soit retardé par un agent gélifiant épais.

La durée de vie de l'électrode de référence dépend considérablement de l'application et varie de plusieurs semaines à plusieurs années, en fonction de la température et des cycles de pression qui dilatent et contractent l'électrolyte, ce qui induit son « pompage » hors de l'électrode. Dans des échantillons sales, la jonction de référence est également sujette à l'encrassement et à la contamination.

La durée de vie de l'électrode dans les applications de routine modérément propres, à température et à pression ambiantes, est généralement de 6 mois à 2 ans. Néanmoins, nombre de facteurs décrits ci-dessus peuvent réduire cette durée.

Si une électrode de pH ou de redox est stockée à température ambiante avec son capuchon et sa solution de stockage d'origine à l'extrémité de celle-ci, elle peut durer facilement plus d'un an sans dégradation des performances. Si la solution de stockage sèche ou fuit en raison d'un stockage à température élevée, d'une température négative ou d'autres facteurs, la durée de vie de l'électrode peut être considérablement réduite.