Sensors for pH Measurement in the Laboratory and in Industrial Processes

pH-sensorer

Analytiska pH-sensorer för laboratorier och processer

En pH-sensor bestämmer alkaliniteten eller surheten i en lösning. METTLER TOLEDO erbjuder en bred portfölj av pH-sensorer för olika branscher, t.ex. läkemedels-, kemi-, livsmedels- och dryckesindustrin, energibranschen och halvledarindustrin samt för vatten- och avloppsrening. Oavsett om du behöver en pH-sensor i laboratoriet eller för inline-användning har vi lämpliga sensorer som uppfyller alla dina applikationskrav.

Ring för offert

FAQs

Vad är en pH-sensor?

En pH-sensor, även kallad sond eller elektrod, är ett viktigt verktyg som gör det möjligt för användaren att bestämma alkaliniteten eller surheten i en lösning. Glasmembranet i slutet är känsligt för H+-joner. Dessutom erbjuder många av våra pH-sensorer även en redoxmätning.

Hur fungerar en pH-sensor?

Glasmembranets utsida bildar ett gelskikt när den möter en vattenlösning. Ett liknande gelskikt bildas också på glasmembranets insida, eftersom sensorn är fylld med en vattenhaltig elektrolytlösning. H+-jonerna i och runt gelskiktet kan antingen diffundera in i eller ut ur detta skikt, beroende på pH-värdet. På så sätt mäts koncentrationen av H+-joner i lösningen. Om lösningen är alkalisk diffunderar H+-joner ut ur skiktet och en negativ laddning etableras på membranets utsida. Eftersom glaselektroden har en intern buffert med ett konstant pH-värde förblir potentialen på membranets inre yta konstant under mätningen. pH-sensorns potential är därför skillnaden mellan membranets inre och yttre laddning.

Varför behövs en referenssensor när man mäter pH med en pH-sensor?

Syftet med referenssensorn är att tillhandahålla en definierad stabil referenspotential mot vilken pH-sensorns potential mäts. För att kunna göra detta måste referenssensorn vara tillverkad av ett glas som inte är känsligt för H+-jonerna i lösningen. Den måste också vara öppen för den provmiljö som den doppas i. För att åstadkomma detta görs en öppning eller förbindelse i referenssensorns axel genom vilken den inre lösningen eller referenselektrolyten kan flöda ut i provet. Referenssensorn och pH-sensorn (halvcellen) måste vara i samma lösning för att mätningarna ska bli korrekta.

Vilken referenssensor används vid mätning av pH?

Det finns flera referenssystem tillgängliga. Dessa omfattar silver/silverklorid, jod/jodid och kvicksilver/kalomel samt vissa anpassningar. Silver/silverklorid-systemet används dock nästan alltid vid moderna pH-mätningar. Potentialen hos detta referenssystem definieras av referenselektrolyten och referenselementet silver/silverklorid. Det är viktigt att referenselektrolyten har en hög jonkoncentration, vilket resulterar i ett lågt elektriskt motstånd.

Vad är kombinerade pH-sensorer?

I de kombinerade givarna är pH-sensorn (glasgivare) och referenssensorn konstruerade i form av två koncentriska rör/kamrar. pH-elektroden omsluter referenselektroden och de är sammankopplade med varandra via en keramisk förbindelse. Dessa två elektroder fungerar separat, även om de är kombinerade. Den enda skillnaden är att det är lättare att hantera en sensor i stället för två.

Man kan också inrymma en temperatursensor i samma kropp som pH- och referenselementen. Detta gör det möjligt att göra temperaturkompenserade mätningar. Sådana elektroder kallas 3-i-1-elektroder.

Vilket är det rätta sättet att förvara pH-sensorer?

Alla bruksanvisningar innehåller nödvändig information om kort- och långsiktig förvaring av pH-sensorer.

  • Altid: I en referenselektrolyt för både kort- och långtidsförvaring. Detta möjliggör omedelbar användning av pH-sensorn när den behövs och säkerställer en kort svarstid.
  • Undertiden: I buffert med pH 4 och 7 mellan mätningarna för att hålla membranet hydrerat.
  • Inte: Använd avjoniserat vatten eftersom detta tömmer den jonrika referenselektrolyten. Förvara inte heller elektroden torrt eftersom detta skadar membranet, vilket gör att pH-sensorn får en längre responstid. Vid långvarig torrförvaring måste många pH-sensorer återaktiveras genom att blötläggas i flera timmar före installation för att få optimala mätresultat. Om dessa åtgärder inte är tillräckliga kan sensorn göras funktionell genom att behandla den med en speciell reaktiveringslösning följt av efterföljande konditionering i referenselektrolyten.
     

Vad är den normala livslängden för en pH-sensor?

Om en pH-sensor används och förvaras enligt rekommendationerna är den förväntade livslängden 1-3 år. Ett antal faktorer kan dock minska livslängden för en pH-sensor. En av dem är att den används för att mäta varma eller mycket alkaliska prover. Andra faktorer kan vara mekaniska skador till följd av felaktig förvaring. Även om förvaringslösningen tillåts torka eller läcker ut på grund av förvaring vid höga temperaturer, frysning eller andra orsaker kan sondens livslängd minskas avsevärt.

Hur kan jag upptäcka när en pH-sensor måste bytas ut?

Kalibreringens lutning och förskjutning är bra indikatorer på pH-sensorns kvalitet. När dessa värden överskrider vissa gränser kan pH-elektroden anses vara förbrukad. De nedre och övre gränserna för lutningen är 85 % och 105 % och för offset -35 mV och 35 mV. Observera dessutom att en instabil signal eller en mycket lång svarstid i pH-kalibreringslösningen tyder på en avancerad försämring av en pH-sensor. Dessa fenomen är ofta förknippade med oregelbundna lutningar och offsets.

En del av våra digitala inline-sensorer erbjuder också prediktiv diagnostik som indikerar när en sensor måste bytas ut.