Dienstleistungen

FAQ - Häufige Fragen

pH-Messung

https://www.imp-deutschland.de/iag/faq_ph.htm ¦ Letzte Änderung: 28.11.2019

IMP-Ingenieurgesellschaft mbH ¦ Albert-Einstein-Strasse 1 ¦ D-49076 Osnabrück
Tel.: +49-(0)541-5079-8739 ¦ Fax: +49-(0)541-5079 8741 ¦ eMail: info@imp-deutschland.de

Hohe Konzentration von Wasserstoffionen im Wasser bedeutet saures Wasser, geringe bedeutet alkalisches Wasser. Bei einer Konzentration von 10-7 = pH 7 ist die Reaktion neutral.
pH-Werte unter pH 7 kennzeichnen sauere, pH-Werte über pH 7 alkalische Flüssigkeiten. Bedingt durch die logarithmische Maßeinheit, bedeutet jede ganze Zahl auf der pH-Skala eine Verzehnfachung des Säuregrades (Grad der Alkalität). Die pH-Messung wird heute in weiten Teilen der Industrie, Medizin, Pharmazie und Forschung eingesetzt.

Eine Messsonde aus Glas wird in die zu untersuchende Lösung eingetaucht. Die Sonde ist über ein Kabel mit einem akkubetriebenen Messgerät verbunden. Die von der Sonde erzeugte elektrische Spannung ist vom pH-Wert abhängig. Ein hochempfindlicher Messverstärker verarbeitet dieses Messsignal und führt es der Digitalanzeige zu. Anhand von zwei genau eingestellten Eichlösungen (Pufferlösungen) kann die Genauigkeit des Gerätes jederzeit überprüft werden.

Die Zeit die ein pH-Sensor benötigt, um einen stabilen Messwert zu liefern, reicht von wenigen Sekunden bis zu mehreren Minuten. Sie ist abhängig von Konstruktion und Alter des Sensors, sowie der Konsistenz und der Temperatur der Messlösung.

Der Begriff Redox ist eine Abkürzung für das Nebeneinander Reagieren von Reduktion und Oxidation. Unter Oxidation versteht man nicht nur die Aufnahme von Sauerstoff, sondern ganz allgemein die Aufnahme positiver Ladungen oder Abgabe negativer Ladungen. Unter Reduktion versteht man die Umkehrung solcher Vorgänge.

Hierzu benötigt man eine Platinelektrode und ein pH-Meter mit mV-Messbereich. Die Platinelektrode wird wie die pH-Elektrode ins Wasser eingetaucht und das Messergebnis nach einiger Zeit abgelesen.

Die Benennungen Elektrode, Messkette oder Einstabmesskette werden oft synonym verwendet.
Meistens sind Einstabmessketten gemeint, d. h. eine Elektrode kombiniert mit Referenz- bzw. Bezugselektrode, wobei mit Referenz- oder Bezugselektrode auch wieder das Bezugssystem gemeint ist.
Wir verwenden durchgängig den Term Sensor.

Messketten zur Messung elektrochemischer Potentiale bestehen immer aus einer Messelektrode und einer Bezugselektrode. Die Messelektrode gibt die Spannung im Verhältnis zur Konzentration ab. Die Spannung der Bezugselektrode ist hingegen konstant und wird von dem Medium nicht beeinflußt.
Einstabmessketten bilden eine Baueinheit von Glas- und Bezugselektrode. Dabei umgibt die Bezugselektrode die Glaselektrode konzentrisch.

Bezugselektrodensystem:
Bezugselektrodensysteme werden vorwiegend mit einem Silber/Silberchlorid - Bezugssystem ausgerüstet. Bezugssysteme mit flüssigem Elektrolyt sollten immer genügend Flüssigkeit enthalten, ggfs. werden sie mit 3 mol Kaliumchlorid - Lösung nachgefüllt. Bei der Messung sollte die Einfüllöffnung zwecks Druckausgleich freigelegt sein. Die Flüssigkeitssäule im Inneren der Elektrode sollte dabei die Oberfläche der Messlösung um einige Zentimeter überragen, um einen hydrostatischen Überdruck zu erzeugen, der einen ständigen Fluß von KCl - Lösung durch das Diaphragma nach außen in die Messlösung gewährleistet. Dadurch findet eine ständige Selbstreinigung des Diaphragmas statt, außerdem wird verhindert, daß mögliche Elektrodengifte ins Innere der Elektrode diffundieren und das Ableitsystem unbrauchbar machen. Bei Bezugselektroden mit geliertem Bezugselektrolyt ist ein Nachfüllen nicht möglich.
Diaphragmen:
Bezugselektroden stehen über ein Diaphragma mit der Messlösung in Verbindung. Dieses Diaphragma ist porös und flüssigkeitsdurchlässig und besteht in der Regel aus gesintertem Keramik.

Kommt es zu offenbar fehlerhaften Messungen, kommen diverse Ursachen in Frage.

  • Referenz in stehendem Medium, aktuelle Messung in fließendem Medium.
    Ist die Referenzmessung im stehenden Medium vorgenommen worden, die aktuelle Messung erfolgt aber im fließendem Medium, so können die unterschiedlichen Messungen durch die Vermischung erklärt werden.
    Im stehenden Medium erfolgt eine Schichtenbildung im Medium, die pH-Werte ändern sich je nach Schicht.
    Im fließenden Medium erfolgt eine Durchmischung des Mediums, der pH-Wert ändert sich.
  • Falsche Konfiguration des Anzeigegerätes.
    Ggf. liegt eine inkorrekte Konfiguration vor, z.B. die Temperaturkompensation ist nicht aktiviert.

Ja.
Das ist dann möglich, wenn der pH-Wert eines Mediums mit konstanter Temperatur gemessen wird. In diesem Fall ist aber auf jeden Fall ein Festwiderstand an die Klemmen 5 und 6 anzuschließen.
Verwenden Sie abhängig von der Temperatur des Mediums folgende Widerstandswerte:

0 °C: 100 Ohm
10 °C: 103.9 Ohm
20 °C: 107.79 Ohm
30 °C: 111.67 Ohm
40 °C: 115.54 Ohm
50 °C: 119.40 Ohm
60 °C: 123.24 Ohm
70 °C: 127.07 Ohm

Falls die Temperatur stark schwankt, sollten Sie einen Pt100-Sensor an die Klemmen 5 + 6 anschließen.

Ja
Allerdings nur bis zu einer Temperatur von <60°C.

Ja.

Im optimalen Fall sollte die pH-Messstrecke, bestehend aus Sensor, Kabel und Stecker sowie Auswerteeinheit, einmal wöchentlich mit einer pH-Pufferlösung überprüft und ggf. nachjustiert werden.
Besonders einfach, weil den Ausbau sehr vereinfachend, lässt sich das mit der Schiebe-Wechselarmatur bewerkstelligen!

Es sollte in jedem Fall eine Glaselektrode (z.B. pH 110 TE) verwendet werden.
Die dem Handmeßgerät PM 2000 beiliegende pH-62 Kunststoffelektrode ist nicht geeignet.
Leitfähigkeit und Redoxmessungen können in entionisiertem Wasser ebenfalls problemlos durchgeführt werden.

Um eine möglichst lange Lagerzeit zu gewährleisten, sollte die Verschlusskappe, welche auf die Spitze der Elektrode aufgesetzt wird, mit einer Kcl-Lösung gefüllt sein; unter keinen Umständen sollte Wasser verwendet werden.

0mV bei pH7, Werte darunter / darüber mit einer Steilheit von 57mV/pH. Bei pH9 sollte dann ein Wert von -116mV zu messen sein (bzw. Messwert bei pH7 - 116mV).

2 mögliche Ursachen:

  • Elektrode ist verbraucht und muss getauscht werden. Ab einer Einsatzdauer von 6 Monaten möglich, sicher aber nach Betriebsdauer von 12 Monaten und mehr.
  • Elektrode ist einfach nur stärker verschmutzt. Elektroden-Spitze mit klarem Wasser reinigen. Zur Reinigung bei Kalkablagerungen kann verdünnte Salzsäure (10%) verwendet werden.

Mögliche Ursachen:

  • Sensor ist defekt, z.B. Glasbruch.
  • Kabel ist defekt, nicht mehr hochohmig.
  • Gerät ist defekt.

Wenn Sie ein SMART pH verwenden, dann schalten Sie in der Konfigurationsebene 1 den Eingang auf mV-Messung um. So kann man sehen, welche Spannung die pH-Elektrode in unterschiedlichen Pufferlösungen über das Kabel bis an den Messeingang liefert. Bei Puffer pH7 sind 0mV ideal, <50mV noch in Ordnung. Bei Puffer pH9 sind ([Meßwert von Puffer pH7] - 116mV) ideal, ([Meßwert von Puffer pH7] -100mV noch in Ordnung.
Setzen Sie den Redox-Offset zurück auf Null. Hiefür einen Kurzschluß (Drahtbrücke) direkt am SMART-Elektrodenanschluß machen, dabei das Elektrodenkabel am SMART entfernen. Während der Eingang kurzgeschlossen ist, die Redox-Kalibrierung starten, dort 0000mV vorgeben. Dann die Drahtbrücke entfernen, Kabel und Elektrode anschließen und folgenden Tests durchführen:

  • Sensor in Pufferlösung pH7 tauchen und mV-Wert ablesen. Sensor spülen und in pH9 tauchen. Es sollten 0mV bzw. -166mV angezeigt werden. Falls ja: alles ok. Falls nein, weiter mit Test 2.
  • Sensor vom Kabel trennen und mit kleiner Drahtbrücke am Kabel einen Kurzschluß zwischen Innenleiter und Schirm herstellen. Das SMART muss nun 0mV anzeigen, (+/-5mV) noch in Ordnung. Falls ja: Elektrode ist defekt. Falls nein: weiter mit Test 3.
  • Kabel vom Gerät trennen. Mit Drahtbrücke Kurzschluss am Messeingang. Gerät muss 0mV anziegen, (+/-5mV) noch in Ordnung. Falls ja: Kabel ist defekt. Falls nein: Gerät ist defekt.

Für die pH-Messung der Erde, etwa 100 cm3 Erde mit 100 cm3 dest. Wasser gut vermischen.pH-Einstabmesskette eintauchen und etwas bewegen. Sie können den pH-Wert ablesen, wenn sich die Anzeige nicht mehr ändert. Reinigen Sie die pH-Einstabmesskette nach dem Messen nur durch Abspülen mit Leitungswasser und schütteln Sie das noch anhaftende Wasser ab. Nach Gebrauch bitte die mit KCl - Lösung gefüllte Wässerungskappe wieder über die Messkettenspitze stülpen. KCl - Lösung öfters erneuern.

Bei den Steckverbindungen ist darauf zu achten, daß diese absolut sauber und trocken gehalten werden, da anderenfalls Kriechströme auftreten können, die das Messsignal reduzieren, bzw. ganz zusammenbrechen lassen.