Mit kell tudnia a gazdának a pH-mérő kalibrálásáról?

Nagy kárt okozhat magának a gazdálkodó, ha pontatlan pH mérések alapján számolja ki az oldatok adagolását.

Ne feledjük, a pH logaritmus alapú skála és 0,3 pH hiba, már 2-szer nagyobb, vagy kisebb koncentrációnak felel meg.

Sokan 2-3 hetente kalibrálnak, amikor akár 1-2 nap múlva is 0,1-0,2 pH hibával kell számolnunk kalibrálás nélkül.

De miért félnek a kalibrálástól a felhasználók? Mert a régi műszerekkel tényleg nehézkes és precizitást igénylő művelet volt.

De a modern pH-mérőkkel csak egy gombnyomás és 1-2 perc. Érdemes elvégezni a pH-mérő kalibrálását! Hogy miért és hogyan, erre ad választ ez a cikk.

Hogyan működik a pH-mérő?

Hogy az is megértse az alábbi információt, aki soha nem is hallott a pH-mérésről, nézzük, hogyan működik a pH-mérő (nézd az ábrát).

A pH-méréshez két elektróda kell, egyik közülük pH-érzékeny (ez az üveg membránnal ellátott pH-elektróda), a másik viszont pont ellenkezőleg, stabil értéket mutat bármilyen pH-értékű oldatban (ez a referencia elektróda).

A pH-érzékeny membránnak köszönhetően, a két elektróda között a pH-értékkel változó potenciálkülönbség alakul ki, amelyet a mérőműszer elektronikája mér.

Ahhoz, hogy a műszer át tudja változtatni a mért potenciált pH-egységbe, kalibrálni kell a műszert.

Hogyan kalibráljuk a pH-mérőt?

A kalibrálás lényege: megadni a műszernek a mért potenciál és a pH-közötti átváltási szabályt.

Ezt úgy végezzük el, hogy behelyezzük a mérőműszert egy ismert pH-értékű oldatba, az megméri a pH- és referencia-elektródák között kialakult potenciált és elmenti annak az értékét a memóriájába.

Ezután behelyezzük az elektródákat egy más pH-értékű oldatba és újból megmérjük a potenciált és elmentjük a memóriába.

Ebből a 2 mérésből a műszer már ki tudja számítani bármilyen más oldatban megmért potenciálból az oldat pH-értékét.

A kalibráláshoz puffer oldatokat használunk, amelyek pH értékei pontosan ismertek, például, pH= 4,01, pH=6,86, pH=9,18. A pontos mérésekhez legalább 2 pontos kalibrációt kell elvégezni.

A kertészeti pH-mérések nagyobb része pH 5-7 között történik, ezért javasoljuk a pH=6,86 és pH=4,01 értékű pufferekkel elvégezni a kalibrációt.

Annak érdekében, hogy megnyugtassam a felhasználót, hogy a gyakorlatban a kalibrálás nagyon egyszerű feladat, röviden leírom az ADWA AD-12 kertészeti pH-mérő kalibrálásának a menetét (bővebb információ a pH-mérőről www.kertlabor.hu oldalon található).

A kalibrációhoz helyezzük a pH-mérőt az első puffer oldatba (az első puffernek a pH=6,86 –t javasolják, mivel ez az érték a pH skála középére kerül).

Nyomjuk meg a kalibrálási gombot és a műszer elvégzi a kalibrációt az első pufferre és kéri a következőt kijelezve annak az értékét.

Öblítsük le az elektródákat desztillált vagy de-ionizált vízben és helyezzük a pH=4,01 értékű második pufferbe.

A pH-mérő felismeri a puffert és befejezi egymaga a kalibrálást és kijelzi egy „O.K.2 ” felirattal, hogy befejezte a műveletet és automatikusan átvált mérésre.

Miért kell 2 pontos kalibrálást végezni?

Képzeljünk el, hogy a kalibrálási görbénk megfelel egy hosszú lécnek, amelyet a falra kell erősíteni szöggel.

Ha csak 1 szöget ütünk a közepébe, az már megtartja, de a végei könnyedén elmozdulnak.

Ha viszont már 2 szöggel erősítjük, akkor már sokkal stabilabban áll és kisebb a mozgási lehetősége, még ha a szögek egy kicsit el is mozdulnak.

Természetesen 3 vagy 4 szög még stabilabban tartja a lécet.

Hasonlóképen minél több ponton kalibráljuk a pH-mérőt, annál pontosabb mérési eredményt tudunk elérni.

Mindig igyekezni kell, hogy mért érték a két legközelebbi értékű pH-kalibrációs pontok közé kerüljenek.

Szabad-e desztillált vagy nagy tisztaságú vízzel kalibrálni a pH-mérőt?

Persze mindenki azt hinné, hogy a tiszta víz pH értéke 7, ezért a tiszta vízzel lehet kalibrálni a pH-mérőt.

Figyelem: nem szabad pH-mérőt tiszta vízzel kalibrálni!

A tiszta víz nem puffer oldat, mivel éppen a tisztaságának köszönhetően nem tartalmaz (vagy alig mérhető mennyiségben tartalmaz) oldott anyagot.

Más szóval, a víznek nincs puffer kapacitása.

Viszont ennek köszönhetjük, hogy amikor a talaj pH-t akarjuk mérni és elkészítjük az 1:2 arányos hígítást talajból és desztillált vízből, akkor a talajból kioldódó sók fogják meghatározni a víz pH-értékét, és a vizes kivonatban mért pH-érték megfelel a talaj pH-értékének.

Kicsit bővebben a puffer oldatokról

A puffer egy olyan oldat, amelynek a pH-értéke nagyon pontosan ismert, nem változik (helyesebben nagyon kicsit változik) a hígítással (ez a puffer kapacitásától függ).

A pH pufferek mindig legalább kétkomponensűek.

Összetételük szerint 3 félék lehetnek:
1. gyenge sav és annak erős bázissal alkotott sójának a keveréke,
2. gyenge bázis és annak erős savval alkotott sójának keveréke,
3. többértékű sav savanyú sóinak elegye.
A fentiekből az is következik, hogy puffer kapacitása függ a benne lévő sók koncentrációjától.

Minél kevesebb sótartalom van a vízben, annál könnyebben lehet a pH-ját megváltoztatni.

Nem minden oldatot, amelynek ismert a pH-értéke használhatunk pufferként.

Ennek az oka az, hogy ha az oldatnak nincs puffer kapacitása, akkor kis mennyiségű, más pH-értékű anyag bevitele, például a pH-elektróda felületi rétegén, megváltoztathatja az oldat pH-értékét.

Vagyis a kalibráció során mi magunk megváltoztathatjuk az ilyen oldat pH-ját.

Ezek után már a mi pH-kalibrációnk hibás lesz és az ily módon kalibrált pH-mérő hamis értékeket fog mutatni.

A puffer oldatok pH-értékei széles skálán mozognak, például, gyakran használják az alábbi pH-értékű puffereket: 1.68, 4.01, 6.86, 7.00, 9.18, 10.01, és 12.45 pH.

JAVASLAT: Mindig olyan puffert használjon, mely pH értéke közel van a minta pH értékéhez.

(Pl: ha a minta pH értéke körülbelül 6,7, használjon 4.01 és 6,86 puffert).

Minél szűkebb a kalibrálási tartomány, annál pontosabb a pH leolvasás.

Mi az automatikus hő kompenzáció (ATC)?

Nagyon fontos paraméter, amelyik kihat a mérés pontosságára, ez a hőmérséklet.

Mint már említettük, a pH-mérés az oldatba mártott két elektróda közti potenciál különbség mérésén alapszik.

Mint az elektródák potenciálja, mint a kalibrálásra használt pufferek pH-értéke függ valamelyest a hőmérséklettől.

Ez a hiba elérheti a 0,15-0,2 pH értéket is akár 10^oC hő különbségnél is, ami a gyakori a mérések során.

A modern pH-mérőkbe be van építve egy automatikus hőmérséklet kompenzációs rendszer (ATC- ez az angol nevéből keletkezett rövidítése).

Ennek köszönhetően akár télen, akár nyáron végezzük el a műszer kalibrációját, az ATC-nek köszönhetően a kalibrálási értékeket 25^oC-fokra korrigálja.

E rendszer nélkül sokkal pontatlanabb lenne a mérés.

FONTOS: Ahhoz, hogy 0,01 pH pontossággal mérjen egy pH-mérő, kötelező a hőmérsékletkompenzáció.

Mire figyeljünk a pH-mérés közben?

Tanácsok a pH-mérés pontos elvégzéséhez:

• Minden fontos mérést két pontos kalibrálással kezdjen el.
• Használjon friss puffereket és de-ionizált vizet.
• Figyeljen, hogy ne keverje össze a puffereket, mikor visszaönti őket a tároló edénybe. Ezért célszerű, ha kis üvegekben tárolja a napi munkára használandó puffer oldatokat, és külön, nagyobb flakonokban tárolja hosszútávon a többi mennyiséget. A nagyobb flakonba sohase öntse vissza az oldatot. Így nem ronthatja el a viszonylag drága puffert egy téves visszaöntéssel.
• Kalibrálás közben olyan puffert használjon, melynek pH értéke nem különbözik a mért egységtől több mint 3 pH egységgel. A minta pH-értéke a két kalibráló puffer értéke közzé essen.
• Használjon de-ionizált, desztillált a vagy reverz ozmózissal tisztított vizet az elektróda felületén maradt puffer és minta lemosására. A két puffer oldat között és minden mérés után öblítse le az elektróda felületét tiszta vízzel.

A pH-mérés tilalmai

• Ne hagyja, hogy olaj, zsír, ételtörmelék, keményítő, fehérje, vagy más anyag fennmaradjon a pH-elektród felületén használat után. Ha ilyen oldatokban kell pH-t mérni, egyeztessen a pH-mérőt forgalmazóval, milyen típusú elektródát vagy műszert javasol ilyen típusú mérésekre.
• Ne használja a pH-elektródát olyan környezetben, mint például az aceton, toluol, metilén klorid, xilén, és más erős organikus oldószerek. Ezek károsíthatják a pH-elektróda szerkezetét alkotó anyagokat.

Sokáig ne használja a pH-elektródát 60°C feletti hőmérsékleteken. Hosszas alkalmazás magas hőmérsékleten csökkenti a pH-elektróda élettartamát.