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En una publicación de blog reciente, discutimos cómo evitar los errores más comunes en la medición del pH:
Aquí, quiero discutir con un poco más de detalle cómo puede calibrar correctamente su electrodo de pH y lo que hay que tener en cuenta para obtener los mejores resultados de medición después respondiendo a algunas de sus preguntas más preguntas frecuentes.
¡Vamos a hacerlo! Si desea pasar directamente a una pregunta, haga clic en uno de estos enlaces:
¿Cuándo tengo que calibrar mi electrodo de pH?
Ejecutando calibración regular de su electrodo de pH es importante obtener resultados precisos. El electrodo de pH puede cambiar sus propiedades (p. ej., por contaminación del electrolito de referencia), lo que conduce a resultados de calibración desviados. Si no calibra su electrodo recientemente, obtendrá resultados precisos pero inexactos de su medición de pH. Por lo tanto, cuanto más precisos deben ser los resultados, más a menudo tendrá que calibrar.
Dependiendo del número de mediciones y de la matriz de la muestra, recomiendo calibrar al menos semanalmente. Si el sensor se usa con frecuencia o si la matriz de la muestra contamina el sensor, debe calibrarlo a diario o incluso con más frecuencia. Si el electrodo de pH no se usa con frecuencia, siempre debe calibrarlo antes de un nuevo conjunto de mediciones. También asegúrese de calibrar siempre su sensor si ha recibido uno nuevo o después del mantenimiento.
¿Cómo selecciono los tampones correctos?
Cada vez que realice una calibración, es esencial que se utilicen los tampones adecuados.
Primero, debe seleccionar los valores de pH que le gustaría usar para la calibración. Utilizar al menos dos buffers diferentes, aunque es aún mejor realizar una calibración multipunto. ¡Además, asegúrese de que el pH de su muestra esté, por supuesto, dentro del rango de calibración! Por ejemplo, si desea medir una muestra a pH 9, su calibración no debe estar entre pH 4 y 7, pero al menos hasta pH 10. En el gráfico, puede ver que los errores aumentan especialmente fuera del rango calibrado.
Además, la calidad de sus soluciones tampón es fundamental, ya que su calibración solo puede ser tan buena como los tampones utilizados. ¡Nunca utilice tampones de calibración vencidos! Si las soluciones tampón son para un solo uso, no las reutilice. El crecimiento microbiano en el tampón puede alterar sus propiedades rápidamente. Marque siempre su botella de solución tampón con la fecha de apertura y, especialmente, asegúrese de que los tampones alcalinos por encima de pH 9 no se utilicen durante demasiado tiempo (<1 mes), ya que el CO2 entrará y cambiará el valor de pH lentamente. Es más, nunca vierta los estándares de nuevo en la botella, ya que podrían haber sido contaminados!
¿Cómo debo configurar mi instrumento?
La elección correcta de los tampones de calibración no solo es esencial, sino que también es muy importante que configure su instrumento correctamente. No es sólo la medición del pH la que es sensible a la temperatura, los tampones de pH también lo son, y el el valor de pH medido puede cambiar con la temperatura. Esta dependencia de la temperatura de los tampones de pH generalmente se representa con tablas de tampones.
La mayoría de los instrumentos ya incluyen plantillas de tablas de búfer de varios fabricantes de tampones. Hay varias tablas disponibles que contienen información sobre el valor de pH exacto a varias temperaturas para un determinado tampón. Estas tablas son únicas para cada fabricante.
El instrumento seleccionará entonces el valor de pH correcto de acuerdo con la temperatura medida. Si su tampón no está disponible con una tabla, asegúrese de ingresar el valor de pH correcto o use una tabla de tampones personalizada para almacenar la información. Como se ve aquí, un cambio de temperatura de solo 5 °C puede tener una influencia de >0,04 unidades de pH.
| temperatura (°C) | pH |
| 0 | 9,27 |
| 5 | 9,18 |
| 15 | 9,08 |
| 20 | 9,04 |
| 25 | 9,00 |
| 30 | 8,96 |
| 38 | 8,91 |
| 40 | 8,90 |
| 50 | 8,84 |
| 60 | 8,79 |
| 70 | 8,74 |
| 80 | 8,71 |
| 90 | 8,68 |
Por lo tanto, es importante seleccionar el fabricante de sus soluciones tampón dentro de los parámetros de calibración para obtener una calibración precisa.
¿Por qué tengo que medir la temperatura?
Quizás se pregunte por qué siempre debe medir la temperatura cuando realiza mediciones de pH. La mayoría de los electrodos de pH utilizados para medir el pH tienen un sensor de temperatura directamente incluido. Esto se debe a que el valor del pH depende de la temperatura. Permítanme desviarme por un momento:
En 1889 el Ecuación de Nernst se estableció, describiendo el potencial de una celda electroquímica en función de las concentraciones de los iones que intervienen en la reacción. La relación entre el potencial y el pH [-log(H+)] viene dada por la fórmula:
Donde tu es el potencial medido, tu0 el potencial de electrodo estándar, R la constante universal de los gases, T la temperatura absoluta, norte la carga (aquí, +1), y F la constante de Faraday. El término central
se llama el Pendiente Nernst y da el cambio de mV por unidad de pH. Como puede ver, este término incluye la temperatura absoluta, lo que significa la pendiente de su calibración depende de la temperatura. Cuanto más alta es la temperatura, más pronunciada es la pendiente.
Los medidores de pH modernos corregirán la pendiente de esta variación de temperatura cuando la calibración y la medición no se realicen a la misma temperatura.
Sin embargo, hay un efecto que no puede ser corregido por el instrumento: ¡las muestras no tienen el mismo valor de pH a diferentes temperaturas! Esto ya se puede ver al mirar la tabla de búfer de ejemplo anterior. Esta dependencia de la temperatura es diferente para cada muestra. Por lo tanto: Mida siempre sus muestras a la misma temperatura si desea comparar sus valores de pH. Asegúrese también de realizar la calibración de pH a la misma temperatura a la que está midiendo sus muestras. Esta voluntad reducir en gran medida el error de su medición de pH.
¿Cómo realizo mi calibración?
Primero, prepare su electrodo para la calibración: abra el tapón de recarga para garantizar un flujo de electrolito adecuado, enjuague bien el electrodo con agua desionizada y coloque el sensor en la solución tampón. Una nota importante: tanto la membrana de vidrio como el diafragma deben cubrirse con la solución tampón.
Además, asegúrese de colocar el electrodo en el vaso de precipitados para obtener la máxima reproducibilidad, especialmente al agitar. Nunca coloque el sensor al azar en el vaso de precipitados. donde la membrana de vidrio toca el vidrio del vaso de precipitados; esto puede causar rayones en la membrana de vidrio, lo que puede generar resultados erróneos.
¿Tienes que revolver en absoluto? ¡No, no lo haces! Sin embargo, como puede haber efectos en el potencial medido dependiendo de la velocidad de agitación, asegúrese de elegir siempre la misma velocidad de agitación entre todas las soluciones tampón, así como para la calibración y las mediciones posteriores. Además, asegúrese de no revolver tan fuerte que se forme un vórtice y evite cualquier salpicadura de la solución.
Ahora puede comenzar su calibración. La mayoría de los instrumentos deciden de forma autónoma cuándo la lectura es estable al monitorear la deriva (cambio de mV por minuto). A veces también es posible detener la medición del búfer después de un intervalo de tiempo fijo. Sin embargo, esto requiere suficiente tiempo para que el electrodo alcance un potencial estable ya que, de lo contrario, la calibración estará sesgada.
Entre las soluciones tampón, el electrodo se enjuaga con agua desionizada. ¡Nunca seque el electrodo después con un pañuelo de papel, una toalla de papel o un paño! Esto puede provocar cargas electrostáticas en el electrodo o incluso arañazos en la membrana de vidrio. Ambos conducirán a tiempos de respuesta más largos y, en el último caso, a daños irreversibles.
¿Qué significan «pendiente» y «desplazamiento»?
Una vez que haya terminado la calibración, el instrumento mostrará el resultado de la calibración. Los resultados de la calibración generalmente consisten en una Pendiente y valor compensado. En esta sección, quiero explicar su significado.
La pendiente normalmente se da en % y se calcula a partir de
la pendiente medida de la calibración dividida por la pendiente teórica (pendiente de Nernst) que es igual a 59,16 mV por unidad de pH a 25 °C. Esto se hace para poder corregir la pendiente de las diferencias de temperatura entre la calibración y la medición.
El segundo parámetro que se evalúa es el pH(0), que es el valor de pH medido a 0 mV. En un caso ideal, 0 mV corresponde a un valor de pH de 7. Sin embargo, la realidad no suele ceñirse al caso ideal. A veces, el potencial de compensación (tuapagado), que corresponde al potencial a pH 7.
Después de la calibración, compruebe siempre la pendiente y el pH (0). La pendiente debe caer entre 95 y 103% y el pH (0) debe estar entre pH 6,8 y 7,2 (túapagado dentro de ± 15mV).
Si desea obtener más información sobre su electrodo de pH, puede realizar una prueba de electrodo de pH, que se implementa en algunos instrumentos de Metrohm, o una prueba de acuerdo con el Boletín de aplicaciones AB-188.
AB-188: técnica de medición de pH
Si el pH(0) está fuera del rango recomendado, esto puede deberse a un electrolito contaminado o esto indica que la sonda puede requerir una limpieza general.
Vídeos: Mantenimiento y cuidado de los electrodos
Si la pendiente es inferior al 95 %, esto puede estar relacionado con soluciones tampón caducadas o contaminadas. Sin embargo, los electrodos viejos y lentos también pueden presentar pendientes fuera de los límites. Por lo tanto, utilice siempre tampones nuevos.
Si la pendiente sigue siendo demasiado baja, incluso con un tampón nuevo, o si el pH (0) está fuera del rango recomendado después de la limpieza y el posterior reacondicionamiento, es hora de reemplazar el electrodo.
Para resumir
- Seleccione la frecuencia de calibración y los tipos de tampones según sus muestras.
- Asegúrese de utilizar siempre tampones nuevos, de alta calidad y certificados como su calibración solo puede ser tan buena como sus tampones.
- Configure su instrumento correctamente y utilice una posición de electrodo fija para obtener la mejor reproducibilidad.
- Mida la temperatura para la calibración y la medición posterior. Además, solo compare los valores de pH de las muestras medidas a la misma temperatura.
- Después de la calibración, verifique que sus datos de pendiente y pH(0) estén dentro de los límites óptimos.
