D.U.K.
pH elektrodai
pH elektrodai yra pagaminti iš specialios sudėties stiklo, kuris reaguoja į vandenilio jonų koncentraciją. Dažniausiai stiklas gaminamas su šarminių metalų jonais. Stikle esantys šarminių metalų jonai ir elektrodo elektrolitiniame skystyje esantys vandenilio jonai atlieka apsikeitimo procesą sukurdami potencialo skirtumą. Populiariausi kombinuoti elektrodai yra sudaryti iš dviejų elektrodų viename korpuse. Pirmoji elektrodo dalis yra vadinama matavimo elektrodu, antroji – etalonu. Ties pirmąja elektrodo dalimi – matavimu elektrodu yra sukuriamas potencialumas naudojant laisvuosius vandenilio jonus esančius tirpale. Antroji elektrodo dalis arba etalonas yra sujungtas su pirmąją elektrodo dalimi specialiu skysčiu – elektrolitu. Potencialas elektroduose yra nuolat pastovus. Elektrodo matavimo dalis siunčia nepastovią elektros įtampą, etaloninė dalis – nekintančią, pastovią elektros įtampą. Elektrodas siunčia labai mažą, auštos varžos signalą.
1.Stiklinių ir plastikinių (epoksidinių) elektrodų palyginimas
Stikliniai elektrodai gali būti naudojami net iki 100oC temperatūros skysčiams matuoti. Tuo tarpu plastikiniai tik iki 80oC. Stikliniai elektrodai yra atsparesni korozijos procesams, įvairiems chemikalams ar pažeidimams, kuriuos gali sukelti tirpaluose esančios kietosios dalelės. Stiklinius elektrodus yra lengviau prižiūrėti negu plastikinius. Taip pat, stikliniai elektrodai gali būti įvairių formų pritaikytų atlikti matavimus tam tikroje aplinkoje.Kita vertus, plastikinių elektrodų stiklinė matavimo jungtis yra labiau apsaugota negu stilinių elektrodų. Taip pat, šių elektrodų reakcijos laikas yra greitesnis, o matavimo tikslumas didesnis.
2. Elektrodų su geliniu užpildu ir pildomų elektrodų palyginimas
Elektrodų viduje esantis skystis yra naudojamas atliekant matavimus, tad laikui bėgant jo vis mažėja. Pildomi elektrodai gali būti naudojami ilgesnį laiką, kadangi viduje esantį elektrolitinį skysti galima pakeisti ar papildyti nauju. Matavimų atlikimo laikas yra trumpesnis, kadangi elektrolitinis skystis greičiau patenka į matavimo mėginį. Taip pat, elektrolinis skystis apsaugo elektrodą nuo užsikimšimo kietosiomis tirpalų dalelėmis. Tuo tarpu elektrodai su geliniu užpildu reikalauja mažiau priežiūros ir atlaiko aukštesnį spaudimą.
3. Viengubos junties ir dvigubos jungties elektrodų palyginimas
Dvigubos jungties elektrodai ilgiau nesusidėvi ir apsaugo matuojamą mėginį nuo užteršimo sidabro dalelėmis. Sidabro viela esanti elektrodo viduje, turi didesnę apsaugą, ilgiau neužsiteršia. Viengubos jungties elektrodai, paprastai, yra pigesni negu dvigubos jungties ir yra naudojami paprastesniems matavimams.
4.Kūgio ir sferos formos elektrodų palyginimas
Kūgio formos elektrodą yra lengviau prižiūrėti ir valyti (idealiai tinka pieno pramonėje). Taip pat, kūgio formos elektrodai turi šiek tiek grubią viršūnę, kuri padeda elektrodui lengviau prasiskverbti į mėginį. Kūgio formos elektrodai skirti pusiau kietų medžiagų pH matavimams atlikti (dirvožemiui, sūriui, varškei, pomidorams, emulsijoms, mėsai). Sferinių elektrodų, matavimo sferos nerekomenduojama liesti, kadangi jos paviršius yra stiklinis, lengvai pažeidžiamas. Sferos formos elektrodai greičiau reaguoja su mėginiu kadangi elektrodo viršūnė yra didesnė – sąlyčio plotas su mėginiu didesnis.
5. Elektrodo priežiūra
Atsižvelgiant į elektrodo konstrukciją, elektrodas nuolat turi būti laikomas drėgnai. Kad elektrodas tinkamai veiktų, jo stiklas turi būti hidratuotas. Hidratacija yra reikalinga jonų mainų procesui atsirasti. Jeigu elektrodas yra sausas, prieš pradedant juo naudotis jį yra būtina palaikyti paprastame vandenyje iš čiaupo apie pusvalandį. Kiekvienas elektrodo uždžiūvimas mažina elektrodo veikimo resursą.
6. pH ir mV matavimo vienetų skalės
pH elektrodai, kaip ir elementai, naudojami laikui bėgant dėvisi, keičiasi elektrodo stiklo pralaidumas, kuris sukuria elektrodo potencialą. Dėl šios priežasties elektrodai turi būti reguliariai kalibruojami. Kalibravimo skystis normalizuoja elektrodo būseną. Bet kokio pH elektrodo kalibravimas turi prasidėti ties atskaitos tašku pH 7, su kalibravimo tirpalu pH 7.01. pH skalė atitinka mV skalę. mV skalės ribos yra nuo +420 iki -420 mV. Ties pH 7 mV reikšė yra 0. Kiekvienas pH reikšmės kitimas atitinka +/- 60 mV. Kuo didesnė rūgštinio tirpalo reikšmė, tuo didesnė mV reikšmė. Specialios elektrodų jungtys yra sudarytos taip, kad matavimo metu, šiek tiek (labai nedidelis kiekis) elektrolitinio skysčio, esančio elektrodo viduje, patektų į mėginį.
Elektrodai laikui bėgant, gali užsiteršti kietosiomis dalelėmis, esančiomis tiriamuose tirpaluose bei metalų jonais. Jeigu elektrodas užsiteršia, jį reikia įmerkti į paprastą vandenį, kad išsivaduotų nuo pašalinių dalelių. Nenaudojamas elektrodas turėtų būti laikomas kalibraciniame tirpale 4.01 arba 7.01. Niekada elektrodo nelaikykite distiliuotame ar dejonizuotame vandenyje, kadangi elektrode esantys jonai pateks į vandenį. Elektrodas taps netinkamas naudoti. Kaip ilgai naudosite elektrodą priklausys tik nuo jo priežiūros ir tirpalų, kurie bus juo tiriami. Dažniausiai, gelinio užpildo elektrodai gali būti naudojami nuo 6 iki 12 mėnesių. Kuo elektrodo naudojimo aplinka agresyvesnė, tuo trumpiau elektrodas bus tinkamas naudoti. Dėl šios priežasties, patartina įsigyti atsarginį elektrodą. Elektrodo ilgaamžiškumą lemia ir kalibravimas. Kalibravimas užtikrina ne tik tikslų elektrodo veikimą, bet ir matavimo prietaiso operacijų tikslumą.
7. Temperatūros kompensavimo funkcija
Atliekant pH matavimus rezultatai priklauso ne tik nuo tirpalo pH, bet ir nuo aplinkos bei tirpalo temperatūros. Tam, kad pH matavimo rezultatai būtų tikslūs pH matavimo prietaisai turi temperatūros kompensavimo funkciją. Temepratūros kompensavimo funkcija įsijungia automatiškai arba ją reikia įjungti rankinių būdu. Temperatūros kompensavimo funkcija rankiniu būdu yra įjungiama įvedant matuojamo tirpalo temperatūrą į prietaiso meniu. pH matuoklio ekrane turi atsirasti užrašas „Temperature Compensated“. Tai reiškia, kad matavimo rezultatai bus pateikiami tokie, kokie turi būti ties 25oC. Automatinei temperatūros kompensavimo funkcijai palaikyti yra reikalinga papildoma jungtis, kuri siunčia signalą į pH matavimo aparatą. Temperatūros kompensavimo funkcija yra labai naudinga matuojant skirtingos temperatūros skysčius ar atliekant matavimas kintančios temperatūros aplinkoje.
8. Elektrodo pasirinkimas
Tam, kad gauti tikslius tirpalų pH matavimo rezultatus, yra labai svarbu pasirinkti tinkamiausią elektrodą pH matuokliui. Renkantis elektrodą svarbiausia yra pasirinkti tinkamą elektrodo rūšį, elektrodo jungtį ir elektrodo jungtį su pH matavimo aparatu.
pH – vandenilio patencialas
1. Kas yra pH?
pH (vandenilio potencialas) – vandenilio jonų (H+) koncentracijos tirpale matas, parodantis tirpalo rūgštingumą ar šarmingumą. Žemas pH atitinka didelę jonų koncentracija tirpale, aukštas pH – mažą jonų koncentracija tirpale. Medžiaga, kuri sumažina vandenilio jonų koncentraciją tirpale ( didinant pH), yra vadinama baze. Medžiaga, kuri yra maišoma su vandeniu, padidina vandenilio jonų koncentracija ( mažinant pH ) yra vadinama rūgštimi. pH reikšmė yra nuo 0 iki 14, kur pH<7 rūgštiniams tirpalams, ph=7 neutraliems tirpalams ir ph>7 šarminiams tirpalams.
2. Kas yra pH buferis?
pH buferiai – skysčiai kurie yra naudojami pH matavimo prietaisų kalibravimui. Kiekvienas skystis yra tam tikro pH lygio. Įmerkus prietaisą į tirpalą, prietaisas sukalibruojamas atpažinti kitų matuojamų skysčių pH.
3. Kas yra monotoringas pH matavimas?
Monotorinė pH matavimo sistema pH lygi skysčiuose matuoja nenutrūkstamai. Daugelis nuolatinio pH matavimo prietaisų informuoja vartotoją apie pakitusią pH reikšmę garsiniu signalu.
4. Kas yra pH kontroleris?
pH kontroleris yra sukurtas nuolatiniam tirpalo pH lygiui stebėti. Taip pat, išjungti, įjungti ar prijungti papildomus prietaisus.
5. Kokie papildomi aksesuarai reikalingi užsisakant pH matuoklį?
Papildomai reikėtų įsigyti pH kalibracinius tirpalus: 4.01, 7.01 arba 10.01 pH.
6. Kaip pamatuoti dujų pH?
Vienintelis variantas leidžiantis pamatuoti dujinių medžiagų pH – ištirpdyti dujas į distiliuotą vandenį ir pamatuoti mišinio pH.
7. Kas yra ATC (Automatic Temperature Compensation)?
ATC – automatinis temperatūros kompensavimas yra pH matavimo prietaisų funkcija, kuri kompensuoja temperatūros skirtumus atliekant bandymus.
Kiekvienas temperatūros nuokrypis įtakoja matavimo rezultatus. Pavyzdžiui, pH 7 yra esant 25oC temperatūrai, to paties mėginio rezultatai esant 5oC temperatūrai bus 7,08 pH ir 6,98 pH esant 60oC temperatūrai.
8. Kodėl įsigijus naują pH elektrodą jis yra su druskos apvalkalu?
Druskos apvalkalas aplink elektrodą yra reikalingas, kad elektrodas nebūtų pažeistas jį transportuojant. Šis apvalkalas yra lengvai pašalinamas pamerkus elektrodą į paprastą vandenį. Prieš pradedant naudoti pH prietaisą, jį yra būtina sukalibruoti, pasirenkant atitinkamą pH kalibravimo buferį.
9. Kaip atlikti dirvožemio pH matavimus?
Norint pamatuoti dirvožemio pH, reikia pasidaryti vandens ir dirvožemio mišinį santykiu 1:2. Dirvožemio mėginį reikia maišyti su distiliuotu vandeniu, kadangi jis turi neutralų pH, palaukti kol kietosios dirvožemio dalelės nusės mėginio dugne ir pamatuoti viršutinį mėginio sluoksnį su pH matavimo prietaisu.
10. Kodėl dvigubos jungties elektrodas yra geresnis už viegubos jungties elektrodą?
Dvigubos jungties elektrodas yra patvaresnis ir ilgaamžiškesnis negu viengubos jungties elektrodas. Dvigubos jungties elektrodas yra apsaugotas nuo užsikimšimo įvairiomis pašalinėmis dalelėmis antrąja jungtimi, kadangi antroji jungtis yra įmontuota aukščiau negu elektrodo galvutė ir neturi kontakto su matuojamu skysčiu.
11. Koks pH kalibravimo skystis yra tinkamiausias?
pH kalibravimo skysčio pasirinkimas priklauso nuo to, kokio pH skysčius matuosite. Prietaisai gali būti kalibruojami su standartiniais buferiais: 4.01, 7.01 ir 10.01.
12. Po kurio laiko reikia keisti prietaiso elektrodą?
Tinkamai laikant elektrodą (nuolat drėgnai), jo nepažeidžiant kietosiomis dalelėmis – elektrodai gali veikti net iki 2 metų.
13. Kaip patikrinti – kada reikia keisti elektrodą?
Pirmasis ženklas, kad jau reikia keisti elektrodą yra netikslūs matavimo rezultatai, nuolat kintantys, net po prietaiso kalibravimo.
Taip pat, elektrodą galima patikrinti naudojant WINDEX langų valiklį su amoniaku ir bet kurį gaivųjį rūgštinį gėrimą, kurio pH yra nuo 2.7 iki 3.9.
Procedūra yra paprasta: įjunkite pH matavimo prietaisą ir įdėkite elektrodą į gaivųjį gėrimą, kuris yra rūgštinis. Po kurio laiko ištraukite elektrodą ir įmerkite į WINDEX langų valiklio su amoniaku skystį, kuris yra šarminis. Prietaiso rodmenys turi labai greitai keistis iki 10.0 pH. Jeigu duomenys keičiasi lėtai ar net labai lėtai, tai reiškia, kad jau reikėtų keisti elektrodą.
14. Kaip valyti elektrodą?
Elektrodą galima plauti po paprastu tekančiu vandeniu arba naudojant specialius, gamintojo siūlomus elektrodų valymo skysčius.
15. Koks skirtumas yra tarp vieno taško ir kelių taškų kalibravimo?
Vieno taško kalibravimas, dažniausiai, yra standartinis kalibravimas ties 7.01 pH. Vieno taško kalibravimas yra tinkamiausias matuojant neutralius skysčius kurių pH yra nuo 5.5 iki 8.5.Tačiau, siekiant gauti tikslesnius rezultatus, rekomenduojama prietaisą kalibruoti dviejuose ar daugiau taškų jeigu tik yra tokia funkcija. Paprastai, daugiataškiui kalibravimui yra pasirenkami keli standartiniai kalibravimo buferiai: 4.01, 7.01 ar 10.01.
16. Kaip dažnai reikia kalibruoti pH prietaisą?
Norint gauti labai tikslius rezultatus, prietaisą reikia kalibruoti prieš kiekvieną matavimą. Tačiau, dauguma prietaisų pakankamai ilgai išlaiko kalibravimo duomenis. Jeigu matavimus atliekate kiekvieną dieną, prietaisą kalibruoti reikėtų vieną kartą per dieną.
17. Kaip laikyti pH elektrodą?
Svarbiausia, kad elektrodas niekada nebūtų sausas. Į elektrodo laikymo antgalį būtina įlašinti bent kelis lašus vandens.
18. Kiek kartų galima naudoti tą patį kalibravimo skysti?
Kalibravimo skysti galima panaudoti tik vieną kartą. Jeigu norėsite sukalibruoti prietaisą su tuo pačiu skysčiu, tai gali įtakoti matavimų rezultatus - jie bus netikslūs.
19. Kaip suprasti, kad prietaiso elementai senka?
Dauguma prietaisų turi tam tikrą senkančio elemento simbolį, kuris yra aiškiai matomas ekrane. Kiti prietaisai turi funkciją – neįsijungti, esant beveik išsekusiam arba visiškai išsekusiam elementui.
EC - Electrical Conductivity Elektros laidumas
1. Kas yra elektros laidumas?
Elektros laidumas – elektros srovės matavimo matas, vandenilio turinčiuose tirpaluose ir yra matuojamas milisimensais arba mikrosimensais. Elektros laidumas yra matuojamas leidžiant silpną elektros srovę tarp dviejų daviklių. Druskos turinčiuose tirpaluose, elektros srovė teka greičiau.
2. Ką reikėtų žinoti apie elektros laidumo elektrodo kalibravimą?
Visi elektros laidumą matuojantys prietaisai turi būti kalibruojami su specialiai tam skirtu skysčiu.
3. Koks yra aplinkos temperatūros poveikis matavimo rezultatams?
Optimaliausia aplinkos temperatūra, kurioje yra atliekami matavimai yra 25oC. Pakankamai tikslūs matavimai bus ir temperatūrai esant nuo 13oC iki 30oC. Beveik visi elektros laidumo prietaisai turi temperatūros kompensavimo funkciją, tad matavimo rezultatai bus tikslūs esant minimaliems temperatūros nuokrypiams.
TDS - Total Dissolved Solids
1. Kas yra TDS?
TDS – visos skystyje ištirpusios kietosios dalelės. Prietaisai, turinys TDS funkciją – matuoja elektros laidumą vandeniliniuose tirpaluose, kuriuose yra ištirpusios įvairios kietosios medžiagos, mineralai. TDS matuojamas leidžiant silpną elektros srovę tarp dviejų daviklių. Yra žinoma, kad elektros laidumas skysčiuose vyksta greičiau, esant druskų priemaišoms. TDS matavimo vienetai – ppm (parts per milion).
2. Kaip laikyti TDS elektrodą?
Nelaikykite elektrodo sausai. Į elektrodo antgalį įpilkite vandens. Tinka vanduo iš čiaupo. Prieš uždėdami antgalį ant elektrodo, būtinai jį nuskalaukite, kad neliktų matuoto tirpalo likučių.
3. Kaip kalibruoti TDS elektrodą?
Kaip ir dauguma prietaisų, TDS matuoklis turi būti kalibruojamas su specialiai tam skirtu skysčiu.
4. Koks yra aplinkos temperatūros poveikis matavimo rezultatams?
Optimaliausia aplinkos temperatūra, kurioje yra atliekami matavimai yra 25oC. Pakankamai tikslūs matavimai bus ir temperatūrai esant nuo 13oC iki 30oC. Beveik visi elektros laidumo prietaisai turi temperatūros kompensavimo funkciją, tad matavimo rezultatai bus tikslūs esant minimaliems temperatūros nuokrypiams.
ORP - Oxidation-Reduction Potential, Oksidacijos – redukcijos potencialas
1. Kas yra ORP?
Žodis oksidacija reiškia – derinimas su deguonimi. Oksidacija yra elektronų judėjimas tarp dviejų atomų. Atomas, kuris praranda elektroną proceso metu oksiduojasi. Kitas atomas prisijungia elektroną, šis procesas vadinamas – redukcija. Tokios cheminės medžiagos kaip choras, bromas ar ozonas yra oksidatoriai. Šios medžiagos prisijungia elektronus iš kitų medžiagų, todėl yra puikios vandens valymo priemonės.
2. Kaip yra matuojamas ORP?
ORP elektrodas yra milivotmetras, kuris matuoja elektros įtampą visoje grandinėje, sukurtoje aplink matavimo elektrodą. Elektrodas turi sidabro elementą, kuris sukuria neigiamą polių įtampos grandinėje, bei platinos elementą, kuris sukuria teigiamą polių. Šiuos du elementus atskiria vanduo.
3. Kodėl ORP matavimo rezultatai nuolat kinta?
Jeigu Jūs naudojate ORP valdymo pultelį elektrolitiniams ar druskiniams tirpalams matuoti, vandeniliniams ar hidroponiniams metavimamts atlikti, pabandykite elektrodą įmerkti į tokį patį skysti, kokį bandote pamatuoti. Jeigu skaičiai ekrane nenustoja šokinėti, greičiausiai, prietaise atsirado įtampos sutrikimų, kuriuos sukėlė ORP matavimo elektrodas. Izoliavus įtampos sutrikimo sukėlėją – elektrodą, matavimo rezultatai turėtų normalizuotis.
4. Kodėl matuojant to paties skysčio ORP su dviem skirtingais prietaisais rezultatai yra visiškai skirtingi?
Matavimo rezultatai priklauso nuo prietaiso savybių. Vieni prietaisai matuoja tiksliau, jų stabilizacijos laikas skiriasi, matavimo ribos ir kitos funkcijos. Kiti prietaisai gali būti paprastesni neturėti vienos ar kitos savybės, kurios įtakotų kuo tikslesnius rezultatus.
5. Kaip turi būti laikomas ORP elektrodas?
Elektrodą reikia laikyti drėgnai. Į elektrodo antgalį galima įlašinti kelis lašus paprasto vandens ar specialaus skysčio.
6. Ar reikia kalibruoti ORP elektrodą?
Elektrodą kalibruoti yra būtina. Tam yra skirti specialūs tirpalai.
DO - Dissolved Oxygen, ištirpęs deguonis
1. Ką reiškia DO?
DO yra visas vandenyje ištirpęs deguonis. DO matavimai yra labai svarbūs žuvininkystės versle, bei vandens tyrimam atlikti, kadangi kaip ir paprastiems žmonėms ir gyvūnams, vandenyje gyvenantiems organizmams taip pat reikia deguonies. Kai deguonies lygis nukrenta iki 5 mg/l žuvys patiria stresą. Kai deguonies lygis krenta dar žemiau iki 1 ar 2 mg/l, žuvys miršta. Deguonies kiekis vandenyje priklauso nuo vandens temperatūros. Šaltesnis vanduo gali turėti daugiau deguonies negu šiltas.
2. Kaip temperatūra įtakoja DO matavimų rezultatus?
Temperatūra, kurioje yra matuojamas DO turi dvejopą įtaką rezultatams. Pirmiausia, aukštesnė temperatūra įtakoja elektrodo membranos pralaidumą. Kuo žemesnė temperatūra, tuo membranos pralaidumas mažėja. Antra, temperatūra turi įtakos deguonies kiekiui vandenyje; kuo temperatūra aukštesnė, tuo mažiau deguonies yra vandenyje.
3. Kaip atmosferos slėgis veikia DO matavimų rezultatus?
Vandens įsotinimas deguonimi skiriasi, esant skirtingam atmosferos slėgiui. Daugelis prietaisų turi barometrinio slėgio kompensavimo funkciją. Barometrinis slėgis yra matuojamas prietaiso naudotojo, arba prietaisas automatiškai nustato slėgį ir naudotojui nieko daryti nereikia.
4. Kaip yra kalibruojamas DO matuoklis?
Norint sukalibruoti DO matuoklį yra atliekama gryno oro kalibravimo procedūra.
5. Kaip dažnai reikia keisti DO matuoklio membraną?
Membranos keitimo dažnumas priklauso nuo to, kaip dažnai Jūs atliekate matavimus. Dažniausiai, membraną reikia keisti kas 2 – 4 savaites.