Pertanyaan Umum tentang pH/ORP

Laju aliran tidak berpengaruh pada pH tapi pada pengukuran pH. Dalam kebanyakan aplikasi paling umum (bukan air dengan kemurnian tinggi) laju alir hanya sedikit berpengaruh terhadap pengukuran pH. Pengaruh kecil dapat ditemukan pada sambungan elektroda referensi (diafragma) dan mengakibatkan variasi pada kisaran ± 0,1 pH untuk kecepatan aliran melewati ujung sensor dari 0-2 m/det. Laju aliran volume ditentukan oleh ukuran pipa.

Tekanan dapat memberi pengaruh karena tekanan secara langsung dapat mempengaruhi sambungan referensi, memaksa bahan proses dalam jumlah kecil memasuki sambungan. Pada pH yang sangat rendah atau sangat tinggi (<4 or >10 pH), pengaruh tekanan meningkat dan dapat pada kisaran ± 0,2 pH jika perubahan tekanan besar, tergantung aplikasi.

Siklus tekanan dan laju alir tinggi akan mengakibatkan sedikit kompresi dan pemuaian kandungan elektrolit, memicu pengenceran elektrolit atau kontaminasi di dalam sambungan serta memperpendek umur sensor pH. Untuk memaksimalkan masa pakai dan performa sensor, tempatkan sensor di aliran sisi (side stream) dengan laju aliran sedang dan kosongkan pada tekanan atmosfer.

Pengukuran pH air murni (sampel <40 µS/cm) dapat sangat dipengaruhi oleh laju aliran. Jangan pernah berusaha melakukan pengukuran ini dengan memasang sensor secara langsung di dalam ruang atau fitting aliran dari plastik karena aliran air dengan kemurnian tinggi melewati permukaan insulasi menghasilkan muatan statis yang akan meningkatkan kepekaan bacaan pH terhadap laju aliran. Sensor harus dipasang di ruang aliran dari baja anti karat yang dibumikan pada aliran samping dengan laju aliran rendah - umumnya 50-100 mL/menit dengan saluran pembuangan terbuka. Laju alir rendah juga penting karena adanya potensi sambungan referensi yang dapat dihasilkan dalam air murni. Untuk akurasi terbaik, sebaiknya gunakan elektroda referensi sambungan mengalir dengan tandon elektrolit yang dapat diisi ulang. Sensor pHure ^TM dari Thornton, yang menggunakan elektroda referensi gel bertekanan memberikan performa setara.

Selang kalibrasi yang dibutuhkan untuk pH sangat ditentukan oleh aplikasinya. Semakin seragam kondisi proses (suhu, tekanan, komposisi, ketiadaan lapisan, dll) semakin stabil sensor pH dan semakin panjang selang kalibrasinya. Umumnya, instalasi pH dikalibrasi sekali seminggu dan sekali sebulan tetapi jeda bisa lebih pendek atau panjang tergantung kebutuhan. Yang paling baik adalah mulai dengan melakukan kalibrasi lebih sering kemudian mengurangi frekuensinya, setelah stabilitas pemasangan dan akurasi tercapai.

Perubahan dalam nilai ORP pada proses tertentu mungkin diakibatkan oleh sejumlah faktor. Stabilitas listrik instrumen jarang menjadi masalah. ORP dapat dipengaruhi oleh perubahan komposisi mineral atau pH dari sumber air lain. Elektroda referensi ORP pada akhirnya akan sedikit menyimpang akibat usia dan harus diganti. Untuk penjelasan lain lihat Buletin Aplikasi ORP.

Untuk memperoleh ORP yang stabil, kondisi oksidasi yang pasti atau berkurang harus ada. Dalam air murni, ORP akan berfluktuasi, merespon kadar oksigen terlarut, jejak kontaminan atau larutan yang terakhir digunakan untuk merendam sensor.

Thornton tidak merekomendasikan "kalibrasi" sensor ORP dalam larutan. ORP yang terukur dalam satuan millivolt absolut (dari sebuah instrumen yang dikalibrasi secara elektrik) akan memberikan dasar yang mantap untuk membandingkan bacaan. Standar untuk ORP umumnya digunakan untuk memverifikasi respons sebuah sensor tetapi toleransinya di bawah kondisi industri terlalu lebar untuk digunakan untuk kalibrasi.

Standar ini diuraikan dalam ASTM Practice D1498, termasuk standar yang paling umum digunakan, yaitu larutan buffer pH dengan kuinhidron. Kuinhidron adalah kimia organik yang dapat diperoleh dari produsen keperluan laboratorium. Larutan ini harus disediakan dalam kondisi segar untuk tiap pemakaian karena rentan mengalami oksidasi jika disimpan. Tersedia larutan yang dijual bebas yang menggunakan senyawa ferik/feros yang diklaim stabil untuk jangka waktu lebih lama. Untuk penjelasan lain lihat Buletin Aplikasi ORP.

Komponen elektroda (pusat) pengukur pH dan ORP sensor masing-masing terbuat dari kaca dan platinum dan dapat berumur sangat panjang asalkan tidak pecah atau terpapar bahan kimia. Elektroda dari kaca untuk pH rentan terhadap larutan kaustik panas dan perlahan-lahan kehilangan respons setelah beberapa minggu atau bulan tergantung keseriusan kondisi di atas 10 pH dan/atau di atas 60 derajat Celsius. Elektroda dari kaca untuk pH juga rentan diserang dan dirusak oleh asam hidroflorat selama berjam-jam atau berhari-hari tergantung keseriusan konsentrasi flouride di atas 5 ppm dan pH kurang dari 4.

Sensor pH dan ORP serba guna juga dilengkapi elektroda referensi dengan jumlah elektrolit yang ditentukan. Garam elektrolit wajib mempertahankan kontak elektrik secara konsisten dengan sampel proses lewat sambungan referensi (yang mengelilingi elektroda pengukur) agar pengukuran dapat dilakukan. Akibat kontak ini, garam perlahan larut dan hilang dalam sampel, meski proses ini diperlambat oleh agen pembentuk gel kental.

Masa pakai elektroda referensi sangat ditentukan oleh aplikasi, dari mingguan hingga tahunan tergantung siklus suhu dan tekanan yang mengembangkan dan mengerutkan elektrolit, yang cenderung "memompanya" keluar dari sensor. Dalam sampel kotor, sambungan referensi juga rentan mengalami pelapisan dan kontaminasi.

Masa pakai sensor dalam aplikasi rutin dan cukup bersih pada suhu dan tekanan lingkungan umumnya 6 bulan hingga 2 tahun, tetapi bisa lebih pendek karena sejumlah faktor, yang paling umum seperti dijelaskan di atas.

Sensor pH atau ORP yang disimpan dalam suhu ruang normal tanpa melepas tutup dan larutan penyimpanan asli dari ujung elektroda dapat bertahan hingga lebih dari setahun tanpa berkurang performanya. Jika larutan penyimpanan sampai kering atau bocor akibat suhu penyimpanan terlalu tinggi, terlalu dingin atau sebab lain, masa pakai dapat berkurang secara signifikan.