Un sensore di conducibilità misura il contenuto ionico di una soluzione acquosa utilizzando la proprietà della conducibilità elettrica. Determinare la conducibilità è essenziale per garantire la qualità desiderata di un prodotto in molti laboratori, inclusi quelli coinvolti nella ricerca farmaceutica, nel controllo qualità per il settore degli alimenti e delle bevande, nell'analisi dell'acqua o nel monitoraggio ambientale. METTLER TOLEDO produce elettrodi e sonde di conducibilità affidabili, in grado di fornire letture accurate in soluzioni a bassa e alta conducibilità per un'ampia gamma di applicazioni di laboratorio e sul campo.
Le comprovate e affidabili tecnologie alla base delle celle di conducibilità garantiscono determinazioni di conducibilità sicure e accurate. Scoprite un sensore di conducibilità rapido, accurato e di facile manutenzione, che può essere usato per il monitoraggio della concentrazione di ioni di una soluzione in laboratorio oppure in ambienti esterni o di produzione difficili.
Risparmiate tempo durante la taratura grazie a una sonda di conducibilità con una costante di cella certificata, che deve essere verificata per garantire risultati accurati. Inoltre, il sistema Intelligent Sensor Management (ISM®) consente di effettuare una configurazione facile e rapida, dato che il misuratore rileva automaticamente l'elettrodo di conducibilità collegato.
I sensori di conducibilità METTLER TOLEDO garantiscono prestazioni elevate, e il corretto abbinamento di materiali e tecnologie ne aumenta la durata e ne prolunga la vita utile, a condizione che per ogni applicazione di laboratorio o sul campo venga utilizzato il sensore corretto. I materiali del corpo garantiscono la robustezza degli elettrodi di conducibilità anche in ambienti difficili o in prossimità della produzione.
Le celle di conducibilità a 2 poli sono la soluzione perfetta per ottenere misure accurate con bassa conducibilità come acqua pura o soluzioni acquose e non acquose molto diluite. I campioni con celle di conducibilità a 4 poli mostrano un'ampia linearità su un ampio intervallo di conducibilità.
Grazie alla tecnologia Intelligent Sensor Management (ISM®), lo strumento rileva automaticamente la sonda di conducibilità collegata e utilizza i dati di taratura più aggiornati conservati in memoria. Ciò garantisce risultati sicuri, accurati e tracciabili.
Collegate facilmente una cella di conducibilità a flusso alla sonda di conducibilità e riducete al minimo il contatto del campione con la CO2 atmosferica. Ciò consente di evitare la deriva del segnale e garantisce misure accurate anche per campioni con bassi livelli di conducibilità, come l'acqua pura.
METTLER TOLEDO fornisce sistemi elettrochimici completi: misuratori e sensori, standard di taratura e verifica, oltre ai software. Sfruttate la tecnologia Intelligent Sensor Management (ISM®) e le soluzioni di automazione per supportare la conformità alle normative dei dati.
Forniamo supporto e assistenza tecnica durante l'intero ciclo di vita dei vostri strumenti di misura, dall'installazione alla manutenzione preventiva e dalla taratura alla riparazione.
Un sensore di conducibilità da laboratorio è uno strumento che serve a misurare la conducibilità elettrica di una soluzione elettrolitica e si basa sulla capacità di un materiale di condurre corrente elettrica. Viene usato per misurare la conducibilità in applicazioni di laboratorio e sul campo.
Gli elettroliti si dissolvono formando ioni che conducono elettricità. Più alta è la concentrazione di ioni, maggiore sarà la conducibilità. La cella di misura del sensore di conducibilità è formata da almeno due poli elettricamente conduttivi con carica opposta per misurare la conduttanza di un campione.
La conducibilità si basa sulla legge di Ohm, secondo cui la tensione (V) applicata a una soluzione è direttamente proporzionale alla corrente (I) che passa attraverso quella soluzione e la resistenza (R) è una costante di proporzionalità. R può essere calcolata tramite il flusso di corrente misurato se viene applicata una tensione nota. La conduttanza (G) è definita come l'inverso della resistenza e per misurare la conduttanza di un campione è necessaria la cella di misura. La lettura della conduttanza dipende dalla geometria della cella di misura, descritta con la costante di cella (K). Si tratta del rapporto tra la distanza (l) e l'area (A) dei poli. La conduttanza può essere trasformata nella conducibilità standardizzata moltiplicando la conduttanza per la costante di cella.
La maggior parte dei clienti esegue la misura della conducibilità all'interno di un intervallo piuttosto ridotto, ad esempio, prendendo in esame sempre la stessa bevanda o acqua deionizzata. Con la taratura a un punto, la procedura viene eseguita nell'intervallo tra 0 µS/cm e il punto stesso. Si consiglia di scegliere uno standard con conducibilità più elevata rispetto al valore atteso dal campione, ad esempio 1413 µS/cm, quando ci si aspetta come valore 1200 µS/cm. Nell'esempio illustrato, eseguire la taratura su un secondo punto non cambierebbe la lettura in modo significativo poiché gli standard adiacenti a 500 µS/cm e a 12,88 mS/cm sono entrambi piuttosto lontani. Secondo il metodo 2510B, riportato nel libro "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater" (Metodi standard per l'esame dell'acqua e delle acque reflue) e nella normativa ASTM D1125, per ottenere letture della conducibilità accurate è sufficiente eseguire una taratura a un punto della costante di cella a una conducibilità rappresentativa.
La taratura della conducibilità multipunto è valida solo quando si utilizza lo stesso sensore per un intervallo più ampio, ad esempio, da 50 a 5000 µS/cm. In questo caso, una serie adeguata di standard potrebbe essere 84 µS/cm, 1413 µS/cm e 12,88 µS/cm.
Le classiche celle di conducibilità a 2 poli sono costituite da due piastre. Normalmente, le piastre sono circondate da una tubazione esterna che le protegge dai danni meccanici e riduce gli errori causati dagli effetti di campo. La forza della cella di conducibilità a 2 poli risiede nella capacità di misurare la bassa conducibilità con un'accuratezza elevata. Un tipico intervallo di misura è compreso tra 0,001 µS/cm e 1000 µS/cm. L'applicazione principale di una cella a 2 poli è la misura della conducibilità di acqua pura, soluzioni acquose molto diluite e soluzioni non acquose.
La cella a 4 poli è costituita da un polo esterno e da un polo interno. I poli esterni sono i poli di corrente a cui viene applicata la CA. Questi si comportano esattamente come in un sensore a 2 poli. I poli di misura interni vengono posti nel campo elettrico dei poli di corrente e misurano la tensione con un amplificatore a elevata impedenza. Di conseguenza, la corrente che passa nei poli interni in cui viene effettuata la misura è molto ridotta. Per questo non si verifica alcun effetto di polarizzazione che possa influenzare la misura. Il vantaggio di una cella di conducibilità a 4 poli risiede nella capacità di misurare la conducibilità in un intervallo molto ampio, che va da 10 μS/cm fino a 1000 mS/cm. Le principali applicazioni di questo tipo di sensore sono le misure riscontrate nell'acqua marina, nelle acque reflue oppure in acidi o basi diluiti.
La scelta del sensore di conducibilità da laboratorio più adatto è fondamentale per ottenere risultati accurati e affidabili. Il sensore giusto è quello più adeguato alle esigenze dell'applicazione.
a. Un requisito basilare è che non si verifichino reazioni chimiche tra il campione e il sensore. Per i campioni chimicamente reattivi, vetro e platino rappresentano spesso le scelte più indicata perché offrono la migliore resistenza chimica tra tutti i materiali delle celle comunemente usati. Per applicazioni sul campo e per molte applicazioni di laboratorio, la resistenza meccanica del sensore è un fattore di maggiore importanza. Viene spesso utilizzato un sensore di conducibilità con corpo in resina epossidica ed elettrodi in grafite, poiché è altamente robusto e garantisce una buona resistenza chimica. Per soluzioni acquose a bassa conducibilità o solventi organici, l'uso di celle in acciaio o titanio rappresenta spesso una buona alternativa. La scelta diventa particolarmente importante per i campioni non acquosi, a bassa conducibilità, ricchi di proteine e viscosi, a fronte dei quali i sensori di pH di routine rappresentano possibili fonti di errore.
b. L'adeguatezza della costante di cella è correlata alla conducibilità del campione. Minore è la conducibilità attesa del campione, minore dovrebbe essere la costante di cella del sensore. Per scegliere tra una cella a 2 poli e una a 4 poli, è possibile utilizzare la seguente regola approssimativa: per misure a bassa conducibilità è preferibile una cella a 2 poli, mentre per misure a conducibilità da media ad alta è preferibile una cella a 4 poli, specialmente nel caso di misure condotte su un intervallo di conducibilità ampio.
Esistono diversi modi per effettuare la compensazione della temperatura.
La conducibilità nelle soluzioni acquose è significativamente influenzata dalla temperatura (~2%/°C). Ecco perché si usa collegare ogni misura a una temperatura di riferimento: ad esempio, quelle comunemente utilizzate in caso di misura della conducibilità sono 20 °C e 25 °C.
Sono stati sviluppati diversi metodi di correzione della temperatura per soddisfare gli utenti più disparati:
L'impatto della temperatura su ioni diversi, incluse le varie concentrazioni dello stesso ione, può essere problematico. Pertanto, per ogni tipo di campione è necessario determinare un fattore di compensazione, che viene chiamato coefficiente di temperatura (α). (Questo si fa anche con gli standard di taratura. Tutti i misuratori METTLER TOLEDO tengono automaticamente conto di questa compensazione servendosi di tabelle con temperature preimpostate.
Tutti i manuali utente forniscono le informazioni necessarie sulla conservazione a breve e a lungo termine del rispettivo sensore. Generalmente, la conservazione a lungo termine delle sonde di conducibilità da laboratorio deve avvenire in un luogo asciutto.
Gli elettrodi di conducibilità da laboratorio non hanno data di scadenza. Quando il sensore e il relativo cavo vengono usati entro i limiti di temperatura specificati e non sono soggetti a forze meccaniche intense né a condizioni chimiche difficili, possono teoricamente durare per sempre. Ciononostante, possono sempre verificarsi spostamenti della costante di cella, causati da depositi di sostanze grasse e precipitati. Nella maggior parte dei casi, è possibile ripristinare il sensore a uno stato ottimale risciacquandolo con etanolo, alcol isopropilico o acetone.
Sul certificato dei sensori con intervalli di bassa conducibilità come InLab 741, InLab 742 e InLab Trace è riportata la rispettiva costante di cella misurata. Si tratta di costanti di cella certificate e vengono determinate a seguito del processo di produzione direttamente presso lo stabilimento con una tracciabilità conforme agli standard ASTM e NIST. Con un'incertezza massima di ± 2%, sono sufficientemente accurate e possono essere utilizzate per la misura della conducibilità mediante l'inserimento diretto del valore della costante di cella nel misuratore, senza necessità di taratura. La costante di cella certificata è indicata sul certificato di qualità, stampata sul cavo del sensore e memorizzata sul chip del sensore ISM.
Poiché questi sensori sono progettati nello specifico per l'uso in mezzi a bassa conducibilità, come l'acqua pura, ultrapura, distillata e deionizzata, è molto improbabile che la cella di misura sia soggetta a contaminazione. Di conseguenza, la costante di cella può essere considerata stabile. Ciononostante, è fondamentale condurre una regolare verifica dell'accuratezza con standard di conducibilità, ad esempio, a 10 µS/cm.
Tutti gli altri sensori di conducibilità METTLER TOLEDO presentano costanti di cella nominali riportate sui relativi certificati. Questi sensori devono essere tarati prima dell'uso con le appropriate soluzioni standard di taratura.
Se non si conosce l'esatta costante di cella, è necessario eseguire una taratura. Quando l'esatta costante di cella è nota, è sufficiente la verifica. Questo è il caso dei sensori con una costante di cella certificata o dei sensori che sono stati precedentemente tarati.
Sì, è possibile. Anche le sostanze organiche presentano proprietà dissociative. Composti organici come il benzene, l'alcol e i prodotti petroliferi presentano una conducibilità molto bassa.
Il sensore deve essere sciacquato dopo ogni misura con acqua deionizzata. Se il sensore è stato esposto a un campione immiscibile con l'acqua, bisognerà pulirlo con un solvente che sia invece miscibile con l'acqua, ad esempio l'etanolo o l'acetone, e poi risciacquarlo con acqua deionizzata. In presenza di accumuli di solidi all'interno della cella di misura, rimuoverli con attenzione utilizzando un bastoncino cotonato imbevuto di una soluzione detergente e sciacquare quindi il sensore con acqua deionizzata.
(Attenzione: i sensori con i poli platinati non devono essere puliti meccanicamente, poiché potrebbero venire danneggiati).