Sensor de pH / sensor de ORP (Redox)

Los sensores de pH y de ORP (Redox) de METTLER TOLEDO son sensores analíticos de calidad para la medición en línea de los valores de pH y redox. Nuestra gama incluye una serie de sensores de pH y redox para diferentes aplicaciones:

• Sensores de pH de diseño higiénico para la industria alimentaria y farmacéutica
• Sensores de pH y ORP (Redox) para agua pura y ultrapura
• Medidores de pH con homologaciones ATEX y FM
• Medidores digitales con diagnóstico predictivo
• Sensores de pH sin vidrio

METTLER TOLEDO lleva fabricando sensores de pH desde 1948 y, desde entonces, hemos desarrollado nuestros conocimientos y experiencia. Algunas preguntas clave acerca de la selección de sensores de pH serían:

¿Qué es la medición de pH?

El pH (potencial de hidrógeno) es un valor utilizado para expresar la acidez o alcalinidad de una solución en una escala logarítmica. En esta escala, 7 es neutro; los valores inferiores son más ácidos y los valores superiores son más alcalinos, con una medición máxima de 14. En aplicaciones de procesos, el pH se suele medir con un sensor de pH en línea, siendo el más habitual el electrodo de combinación de vidrio. Además, un sensor de pH en línea suele requerir una adaptación del proceso, un cable y un transmisor.

¿Cómo funciona un sensor de pH?

Un sensor típico de pH de combinación está compuestos por dos electrodos independientes, un electrodo de detección del pH y un electrodo de referencia, integrados en un único componente. Dicho de un modo más sencillo, un electrodo de detección del pH utiliza una membrana de vidrio especial capaz de detectar el pH. Los iones de H⁺ penetran en la membrana, creando una carga. El potencial entre los dos electrodos es la medición de iones de hidrógeno en la solución, lo que proporciona la medición del pH. Para obtener más información, descargue la Guía teórica sobre el pH gratuita.

¿Cuál es la diferencia entre un sensor de pH, una sonda de pH y un electrodo de pH?

No hay ninguna diferencia. Los tres términos se utilizan indistintamente en la industria. Se pueden utilizar para los sensores empleados para mediciones en procesos o laboratorios. También se puede escuchar el término «medidor de pH». Este término se puede utilizar para un equipo de laboratorio, o también se puede utilizar el término medidor de PH para la combinación de un sensor de pH en línea, un cable y un transmisor.

¿Cómo se puede seleccionar el sensor de pH adecuado?

Para una medición óptima del pH, es fundamental seleccionar el sensor de pH adecuado para cada aplicación. Los criterios más importantes son: composición química, homogeneidad, temperatura, presión de proceso, rango de pH y tamaño del contenedor (restricciones de longitud y anchura). La selección del sensor de pH adquiere una especial importancia para muestras no acuosas, de baja conductividad, ricas en proteínas y viscosas, en las que los electrodos de vidrio de uso general se ven sometidos a diversas fuentes de error. La exactitud y el tiempo de respuesta de un electrodo dependen de distintos factores. Las mediciones a temperaturas y valores de pH extremos, así como en medios de conductividad baja, pueden necesitar más tiempo que las realizadas en soluciones acuosas a temperatura ambiente con un valor de pH neutro.

¿Cuánto tiempo dura un sensor de pH?

Un sensor de pH en línea tiene una duración variable, que dependerá de diferentes factores, como la propia calidad del sensor de pH, los medios utilizados, la temperatura con la que realice las mediciones y la calidad del mantenimiento efectuado. Un sensor de pH con un mantenimiento adecuado suele durar entre seis meses y un año en una aplicación con un nivel de limpieza rutinaria moderado. Aunque puede haber variaciones importantes en la vida útil de los sensores de pH, los sensores digitales inteligentes con tecnología ISM utilizan un algoritmo para determinar la vida útil restante del sensor de pH. Los sensores de pH con tecnología ISM predicen un funcionamiento incorrecto del sensor antes de que se produzca y, por lo tanto, pueden reducir de forma importante los tiempos de inactividad.

¿Cómo se debe realizar el mantenimiento de un sensor de pH?

La mayoría de los sensores de pH no requieren mantenimiento, aunque hay algunos ejemplos claros en los que sí es necesario efectuar un mantenimiento. Por ejemplo, en algunas aplicaciones (como la producción de azúcar), en las que los sensores se encuentran en una solución viscosa, será necesario limpiar los diafragmas obstruidos de un sensor de pH. Algunas soluciones (como las utilizadas en la producción de barnices) también recubren el vidrio de la membrana de pH, lo que reduce su permeabilidad. Si no se realiza una limpieza en estas situaciones, obtendrá lecturas incorrectas y se reducirá la vida útil del sensor.

Otro ejemplo específico son los sensores de pH con electrolito líquido, que necesitan que este se rellene cuando el nivel esté cerca de ser inferior al nivel de la solución de muestra. Este mantenimiento evita que se produzca un reflujo de la muestra al interior del sensor. También se tiene que cambiar periódicamente (aproximadamente una vez al mes) el electrolito de referencia completo. Esto garantiza que el electrolito esté en buenas condiciones y que no se produzca ninguna cristalización por evaporación desde el puerto de llenado abierto durante la medición. Es importante que no se genere ninguna burbuja dentro del sensor, especialmente cerca de la unión. Si esto sucede, las mediciones serán inestables. Para eliminar cualquier posible burbuja, agite el sensor suavemente con un movimiento vertical, como se hace con los termómetros.

¿Cómo se debe limpiar un sensor de pH?

Para limpiar un sensor de pH, aclárelo con agua desionizada después de cada medición, pero no lo limpie nunca con un pañuelo de papel. La superficie del papel puede arañar y dañar la membrana de vidrio sensible al pH, ya que elimina la capa de gel y crea una carga electrostática en el electrodo. Esta carga electrostática provoca que la señal medida sea muy inestable. Es posible que deba aplicar procedimientos de limpieza especiales si el electrolito se contamina con determinadas muestras.

¿Con qué frecuencia se debe calibrar y realizar el mantenimiento de un sensor de pH?

El mantenimiento y calibración periódicos del sensor de pH son fundamentales. El modo y la frecuencia de la calibración y el mantenimiento de un sensor de pH depende tanto del sensor como del uso que se le dé. En general, el mejor modo de saber cuándo es necesario calibrar o realizar el mantenimiento de un sensor de pH es utilizar un sensor de pH con tecnología ISM. Estos sensores de pH utilizan un algoritmo para medir el tiempo restante para el mantenimiento y también cuentan con un temporizador de calibración ajustable.

¿Cómo se debe almacenar un sensor de pH?

Los sensores de pH siempre se almacenan en un electrolito de referencia. Así se puede usar inmediatamente cuando se necesita y se garantiza un breve tiempo de respuesta. Cuando se almacenen en seco durante periodos prolongados, muchos sensores de pH se deben reactivar sumergiéndolos durante varias horas antes de su uso para obtener unos resultados de medición óptimos. Si estas medidas no son suficientes, se puede recuperar la funcionalidad del electrodo tratándolo con una solución de reactivación especial, seguida de un acondicionamiento en el electrolito de referencia. No almacene un sensor de pH en agua destilada, ya que esto hará que tiempo de respuesta del sensor de pH aumente.

¿Qué es el potencial de redox? ¿Qué es el ORP?

Redox es una forma abreviada de referirse a una reacción de reducción-oxidación. Se trata de una reacción química que cambia los estados de oxidación de los átomos. ORP es la forma abreviada para referirse al potencial de oxidación-reducción. El potencial de redox y ORP son dos formas de referirse a una misma cosa. Es una medición en minivoltios de la tendencia de una sustancia química a oxidarse. Mientras que el valor de pH mide la concentración (de forma más precisa, la actividad) de los iones de hidrógeno, el valor de ORP (Redox) viene determinado por la actividad de los electrones.

¿Cómo funciona un sensor de redox?

Un sensor de ORP o de redox funciona midiendo la diferencia entre la actividad de los electrones asociada a un metal noble, como el platino o el oro, y un sistema de referencia que proporciona un potencial estable, como los utilizados en una medición de pH.

¿Cuál es el tiempo de almacenamiento de un sensor de pH o de un sensor de ORP (Redox)?

Si un sensor de pH o de ORP (Redox) se almacena a una temperatura ambiente normal, con la solución y el tapón de almacenamiento originales en el extremo del electrodo, puede llegar a durar más de un año sin que su rendimiento se vea afectado. Si la solución de almacenamiento se seca o filtra debido a almacenamiento a alta temperatura, congelación u otras causas, la vida útil del sensor puede reducirse de forma considerable.

¿Qué debo buscar en un sensor de pH para aplicaciones de agua pura?

La medición del pH en agua pura requiere un electrodo de pH que garantice una medición estable y constante. Sensores como el sensor pHure de METTLER TOLEDO cuentan con una membrana especial de vidrio de pH de baja resistencia, una cámara de flujo protegida y un flujo de salida continuo de electrolito. Estas características y otras permiten una medición estable y precisa del pH y el ORP (Redox), necesaria en aplicaciones de agua pura en centrales eléctricas y plantas de fabricación de componentes microelectrónicos.