Elektrody pH (czujniki pH) są urządzeniami, które podlegają procesowi starzenia się i należą do aparatury często wymienianej. Mimo nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych, które polepszają ich stabilność i trwałość, najlepszym sposobem na maksymalizację ich żywotności, jest ich właściwe przechowywanie i konserwacja. Przedstawimy dziś Państwu kilka dobrych praktyk dotyczących konserwacji czujników pH.

Czujnik pH – schemat budowy

Jak przechowywać czujniki, elektrody pH?

Na początku należy zwrócić uwagę, że każdy z podzespołów czujnika pH przechowujemy inaczej. W zależności, czy mamy do czynienia z elektrodami pomiarowymi, elektrodami odniesienia lub całością, czyli elektrodą kombinowaną, powinniśmy postępować inaczej.

Elektrody pomiarowe

Przed użyciem elektrody należy ją uwodnić przez co najmniej 48 godzin w wodzie kranowej lub lekko kwaśnym roztworze. Robimy to w celu utworzenia zewnętrznej warstwy żelowej na membranie szklanej wrażliwej na pH. Dobrym rozwiązaniem będzie użycie roztworu czyszczącego firmy Hamilton. Jest to dwuskładnikowy roztwór do wszystkich czujników pH z membraną szklaną. Zestaw obejmuje również roztwór KCl do przechowywania czujników pH. 

Większość producentów dostarcza swoje elektrody w stanie nawodnionym, dzięki temu urządzenie jest gotowe do użycia. Na membranę nakładana jest plastikowa lub gumowa nasadka wypełniona płynnym roztworem. Membrana będzie nawilżona, a tym samym dobrze rozwinięta będzie zewnętrzna warstwa żelu. Pamiętajmy, że jeśli elektroda pomiarowa musi być przechowywana przez krótkie okresy między pomiarami, ważne by była zanurzona w pojemniku wypełnionym wodą wodociągową.

Przechowywanie elektrod odniesienia

Elektrody odniesienia należy przechowywać w odpowiednim elektrolicie i co ważne, diafragma powinna być pokryta podobnym elektrolitem Kcl, w którym umieszczono elektrodę. Tu również nie jest wskazane przechowywanie elektrody na sucho — elektrolit będzie powoli przenikał przez diafragmę i krystalizował na zewnątrz elektrody. W konsekwencji może to doprowadzić do jej wyschnięcia. Warto pamiętać, że należy unikać przechowywania w wodzie wodociągowej lub destylowanej.

Elektrody kombinowane

Pamiętając, że elektroda kombinowana składa się z elektrody pomiarowej i elektrody odniesienia, warunki przechowywania muszą być odpowiednie dla obu. Optymalnym płynem do przechowywania jest elektrolit 3M Kcl. Tak naprawdę, przechowując elektrodę kombinowaną, należy wziąć pod uwagę takie warunki, jak do przechowywania elektrody odniesienia. Dlatego wypełnione żelem elektrody kombinowane muszą być przechowywane w stanie mokrym w roztworze Kcl o stężeniu 3 mol/l.

Czy elektrody mają datę przydatności?

Na to pytanie nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Spadek wydajności elektrod pH to bardzo powolny proces i świadczyć będą o tym m.in. następujące cechy:

• Wydłużony czas reakcji na zmiany pH
• Zwiększona impedancja szklanej membrany
• Zmniejszająca się wartość nachylenia
• Przesunięcie potencjału asymetrii

Warunki przechowywania i konserwacji czujników mają duży wpływ na ich wydajność. Każda elektroda firmy Hamilton jest dostarczana z ochronną nasadką wypełnioną płynem, który zawiera elektrolit dopasowany do cieczy wewnątrz czujnika. Stała siła jonowa elektrolitu zapewnia bardzo małą aktywność jonów na szklanej membranie i dzięki temu w połączeniu z warunkami otoczenia przechowywania, zapobiega utracie wydajności. Urządzenia Hamilton możemy przechowywać przez okres 3 lat, jeśli odpowiednio je konserwujemy. Przechowywanie przez okres dłuższy niż 3 lata jest możliwe, o ile wymienione powyżej efekty starzenia mieszczą się w dopuszczalnych przez użytkownika granicach. 

Czyszczenie i regeneracja czujników pH

Na wydajność elektrody pH znaczący wpływ ma jej regeneracja. Poniżej przedstawiamy 5 kroków, które powinniśmy wykonać podczas tej procedury:

• Przepłukać czujnik czystą wodą, a następnie zanurzyć go w 0,1 do 1,0 M roztworze NaOH (wodorotlenku sodu) (0,4% do 4% wagowo) na 10 minut.
• Wyjąć czujnik i przepłukać go dokładnie wodą z kranu.
• Zanurzyć czujnik w roztworze HCl (kwasu chlorowodorowego) o stężeniu od 0,2 do 1,0 M (0,73% do 3,65% wagowych) na 10 minut. Podgrzanie do 50°C przyspiesza regenerację. W przypadku podgrzewania HCl zalecane jest użycie wyciągu.
• Wyjąć czujnik i przepłukać go dokładnie wodą z kranu.
• Zanurzyć czujnik w roztworze do przechowywania na co najmniej 60 minut. Zalecane jest zanurzenie na noc.

By zagwarantować dokładny pomiar, czujnik pH powinien być zawsze czysty. Okresowe czyszczenie elektrod to część każdego harmonogramu regularnej konserwacji instalacji. Częstotliwość czyszczenia zależy od celu zastosowania — czas cyklu czyszczenia należy ustalać indywidualnie dla każdego pomiaru pH. Częstotliwość może wahać się od godzin do tygodni. Procedura czyszczenia pH zależy również od rodzaju zanieczyszczenia.

Ważne jest, aby po każdym czyszczeniu czujnik był moczony w elektrolicie 3M Kcl przez około 12 godzin w celu ponownego nawodnienia. Ponieważ roztwór czyszczący może przeniknąć przez membranę podczas czyszczenia, może to mieć wpływ na potencjał dyfuzyjny. Po procesie czyszczenia i moczenia bezwzględnie konieczne jest wykonanie ponownej kalibracji przed ponownym pomiarem pH.

Reasumując, dobra praktyka wydłuża żywotność czujników pH. Urządzenia Hamilton mogą być przechowywane przez lata pod warunkiem, że zachowamy właściwe warunków i procedury postępowania z nimi. Równie ważne jest odpowiednie postępowanie z czujnikiem w trakcie jego użytkowania w procesie, na przykład okresowe czyszczenie, które zapewni dłuższą pracę czujnika.

Więcej szczegółów na temat przechowywaniu czujników pH znajdziecie w naszym piśmie Pod kontrolą:

https://www.podkontrola.pl/dobra-praktyka-przechowywanie-i-konserwacja-czujnikow-ph/