pH elektrotları

Elektrot seçimi neden kritiktir

pH ölçümünde hata kaynaklarının büyük bölümü cihazdan değil elektrottan gelir. Aynı cihaza takılan iki farklı elektrot, aynı numunede farklı sonuç verebilir. Elektrot seçimi, ölçümün doğruluğunu belirleyen ilk karardır.

Seçimi belirleyen dört unsur vardır: membran camının tipi, diyafram yapısı, referans sistemi ve gövde geometrisi. Bunlar numunenin iyonik gücü, viskozitesi, sıcaklığı, kirletici içeriği ve fiziksel hali ile birlikte değerlendirilir.

Genel amaçlı bir elektrot çoğu sulu numunede iyi çalışır. Ancak saf su, yoğurt, jel, katı yüzey, düşük hacimli numune veya yüksek sıcaklık gibi özel koşullarda genel amaçlı elektrot yanlış okur, yavaş yanıt verir veya kısa sürede tıkanır.

Uygulamaya göre elektrot aileleri

Genel amaçlı ve rutin

Sulu çözeltilerde günlük ölçüm için tasarlanmış elektrotlar. Seramik diyafram, 3 mol/L KCl referans elektroliti ve genel amaçlı membran camı kullanılır. 0–14 pH ve 0–100 °C aralığında çalışır. Laboratuvar kullanımının büyük bölümünü bu grup karşılar.

Saf su ve düşük iletkenlik

Saf su, deiyonize su ve düşük iyonik güçteki çözeltiler, pH ölçümünde en zorlu numunelerdir. İyon yoğunluğu düşük olduğu için okuma kararsızdır ve sürüklenme gösterir. Bu grup, düşük dirençli membran camı ve sabit akış sağlayan cam sürgülü diyaframla çalışır; okuma hızla kararlı hale gelir.

Kirletici ve tıkanma riskli numuneler

Protein, yağ, sülfür ve ağır metal içeren numuneler standart seramik diyaframı tıkar. Açılabilir cam sürgülü diyaframa sahip elektrotlarda diyafram temizlenebilir; elektrolit tazelenerek ömür uzatılır.

Süt ürünleri ve gıda

Süt, yoğurt, peynir ve et gibi protein yükü yüksek numuneler için tasarlanmış elektrotlar. Diyafram geometrisi tıkanmayı geciktirir; gövde, batırma ve temizleme döngülerine dayanıklıdır.

Katı ve yarı katı numuneler

Peynir, et, meyve ve toprak gibi numunelerde sivri uçlu membran, numuneye doğrudan batırılır. Ayrı bir çözelti hazırlamaya gerek kalmaz; ölçüm numunenin kendi içinde yapılır.

Viskoz ürünler ve emülsiyonlar

Krem, macun, reçel ve emülsiyon yapıdaki ürünlerde, akışı serbest bırakan diyafram tasarımı kullanılır. Yüksek viskozitede referans elektroliti akışının kesilmesi, ölçümün kaymasına yol açar; bu tasarım o riski azaltır.

Yüzey ölçümü

Düz membranlı elektrotlar, kâğıt, deri, tekstil ve cilt gibi yüzeylerde ölçüm yapar. Numune sıvı hale getirilmeden, yüzeyin üzerine birkaç damla ile ölçüm alınır.

Mikro ve ultra mikro hacim

NMR tüpü, mikro plaka kuyucuğu ve kapiler tüp içinde ölçüm yapan ince şaftlı elektrotlar. Numune hacmi mikrolitre mertebesindedir. Sentez ve biyoteknoloji laboratuvarlarında, az miktarda elde edilen numunelerde kullanılır.

Yüksek alkali ve özel kimyasal ortamlar

pH 12'nin üzerinde standart elektrotlar alkali hatası nedeniyle düşük okur. Yüksek alkali membran camı bu hatayı azaltır. Hidroflorik asit içeren numuneler cam membranı aşındırır; bu ortam için özel membran malzemesi kullanılır.

Uzun şaftlı ve akış hücreli

Derin kaplarda, reaktörlerde ve fermentörlerde ölçüm için 225 mm ve 425 mm şaft uzunlukları bulunur. Akış hücresine takılan elektrotlar, hat üzerinde sürekli ölçüm yapar; akış tüpü ayrı aksesuar olarak temin edilir.

Numune tipinizi, pH aralığınızı, çalışma sıcaklığınızı ve numune hacminizi iletmeniz, doğru elektrotun belirlenmesini sağlar. Yanlış elektrot seçimi, cihaz doğruluğundan çok daha büyük hata üretir.

Teknik özellikler ve seçenekler

Membran camı

Genel amaçlı cam, düşük dirençli cam ve yüksek alkali cam olmak üzere farklı tipler bulunur. Membran direnci 50 MΩ'dan 600 MΩ'a kadar değişir. Düşük dirençli cam düşük sıcaklıkta ve saf suda daha hızlı yanıt verir.

Diyafram tipi

• Seramik diyafram: Genel amaçlı; ekonomik ve dayanıklı, ancak kirletici numunelerde tıkanır.
• Üç katlı seramik: Referans elektrolitin daha kontrollü akışı; ölçüm kararlılığı yüksek.
• Cam sürgülü diyafram: Temizlenebilir ve açılabilir; kirletici numunelerde ömür uzar.
• Açık diyafram: Viskoz ve emülsiyon ürünlerde akışın kesilmemesi için.

Referans sistemi

Gümüş iyonu tutucu referans sistemi, gümüş iyonlarının diyaframa ulaşmasını engeller. Sülfür ve protein içeren numunelerde gümüş çökelmesi diyaframı tıkar; tutucu sistem bu tıkanmayı önemli ölçüde geciktirir. Referans elektroliti 3 mol/L KCl'dir; bazı modellerde 1 mol/L KCl köprü elektroliti bulunur.

Sıcaklık probu

Elektrotlar sıcaklık probu entegre veya prob olmadan sunulur. Entegre prob, ayrı bir sıcaklık sensörü kullanmayı gereksiz kılar ve ölçüm noktasında sıcaklığı okur. NTC 30 kΩ ve Pt1000 seçenekleri bulunur; cihazın desteklediği tip seçilmelidir.

Gövde malzemesi ve bağlantı

Şaft cam veya plastiktir. Cam şaft kimyasal dayanımı yüksektir; plastik şaft kırılma riskini azaltır ve saha kullanımında tercih edilir. Şaft uzunluğu 120 mm ile 425 mm, şaft çapı 3 mm ile 12 mm arasında değişir. Bağlantı tipi standart konnektör veya çok pinli akıllı konnektör olabilir.

Bakım ve ömür

pH elektrotu sarf malzemedir. Doğru bakımla ömrü uzar, ancak sonsuz değildir. Tipik kullanımda bir ile iki yıl arasında değişir.

• Saklama: Elektrot, üretici tarafından belirtilen saklama çözeltisinde bekletilir. Saf suda saklamak referans elektrolitini seyreltir ve elektrotu hızla bozar.
• Temizlik: Numune tipine göre temizlik çözeltisi kullanılır. Protein için pepsin-HCl, yağ için organik çözücü, ağır metal için tiyoüre çözeltisi tipik seçeneklerdir.
• Elektrolit tazeleme: Doldurulabilir elektrotlarda referans elektroliti düzenli tazelenir.
• Eğim takibi: Kalibrasyonda okunan eğim değeri %95'in altına düştüğünde elektrot değişimi planlanmalıdır.
• Kuru kalma: Elektrotun kuruması membranı bozar. Kurumuş bir elektrot saklama çözeltisinde bekletilerek kısmen toparlanabilir, ancak performansı eskisine dönmez.

Yıllık elektrot, saklama çözeltisi, temizlik çözeltisi ve tampon tüketimi teklife ayrı kalem olarak eklenir. Çoğu laboratuvarda elektrot sarfı, cihaz yatırımından daha büyük bir kalemdir.

Teknik özellikler

Değerler üreticinin yayımladığı teknik dokümanlardan alınmıştır. Konfigürasyona göre değişiklik gösterebilir; teklif öncesinde güncel veri sayfasıyla teyit edilir.

Sıkça sorulan sorular