Laboratórna vodivostná elektróda

Presné vodivostné elektródy a sondy pre široké spektrum laboratórnych aj terénnych aplikácií

Vodivostné elektródy umožňujú merať obsah iónov vo vodnom roztoku podľa elektrickej vodivosti. Určovanie vodivosti je nevyhnutné pri overovaní požadovanej kvality produktov v mnohých laboratóriách, najmä v tých, ktoré pôsobia v oblasti farmaceutického výskumu, kontroly kvality potravín a nápojov, analýzy vody či monitorovania životného prostredia. Spoločnosť METTLER TOLEDO vyrába spoľahlivé vodivostné elektródy a sondy, ktoré umožňujú presné meranie roztokov s nízkou aj vysokou vodivosťou v širokom spektre laboratórnych i terénnych aplikácií.

Zavolajte nám pre individuálnu ponuku
View Results ()
Filter ()

Do porovnania pridajte jeden alebo dva ďalšie produkty
+421 2 4444 1221
Kontaktovať servis

Pozrite si naše služby – prispôsobené pre vaše zariadenie

Poskytujeme servis a podporu pre meracie zariadenia po celú dobu životnosti, od inštalácie cez preventívnu údržbu a kalibráciu až po opravy zariadení.

Prevádzkyschopnosť
Podpora a opravy
Výkon
Údržba a optimalizácia
Zhoda
Kalibrácia a kvalita
Odbornosť
Školenia a konzultácie

FAQs

Čo je to laboratórna vodivostná elektróda?

Laboratórna vodivostná elektróda je nástroj na meranie elektrickej vodivosti roztoku elektrolytu, ktorý je založený na schopnosti materiálu viesť elektrický prúd. Používa sa na meranie vodivosti v laboratórnych aj terénnych aplikáciách.

Elektrolyty sa rozpúšťajú a vytvárajú ióny, ktoré vedú elektrický prúd. Čím vyššia je koncentrácia iónov, tým vyššia je vodivosť. Meracia jednotka vodivostnej elektródy pozostáva najmenej z dvoch elektricky vodivých pólov s opačným nábojom na meranie vodivosti vzorky.

 

Ako funguje laboratórna vodivostná elektróda?

Vodivosť funguje podľa Ohmovho zákona, podľa ktorého je napätie (U) vytvorené na roztoku úmerné pretekajúcemu prúdu (I) a odpor (R) je konštantou úmernosti. R možno vypočítať z odmeraného prúdového prietoku, ak použijeme známe napätie. Vodivosť (G) je definovaná ako inverzná hodnota odporu a na meranie vodivosti vzoriek je potrebná meracia jednotka. Odčítanie vodivosti závisí od geometrie meracej jednotky, ktorá je opísaná pomocou konštanty článku (K). Je to pomer vzdialenosti (l) a plochy (A) pólov. Vodivosť možno previesť na mernú vodivosť tak, že ju vynásobíme konštantou článku.

 

Prečo v prípade vodivosti postačuje jednobodová kalibrácia?

Väčšina zákazníkov meria vodivosť v celkom úzkom rozsahu, napr. vždy ten istý nápoj alebo vždy deionizovanú vodu. Pomocou 1-bodovej kalibrácie sa kalibruje rozsah od 0 µS/cm po daný kalibračný bod. Odporúča sa zvoliť štandardný roztok s vyššou vodivosťou, než je očakávaná hodnota vzorky, napr. 1413 µS/cm, ak sa očakáva 1200 µS/cm. Použitím druhého kalibračného bodu by sa v tomto prípade hodnota príliš nemenila, lebo najbližšie štandardné roztoky 500 µS/cm a 12,88 mS/cm sú oba dosť vzdialené. Podľa metódy 2510B v štandardných metódach na skúmanie vody a odpadových vôd a podľa metódy ASTM D1125 postačuje na presné odčítanie vodivosti jednobodová kalibrácia konštanty článku pri reprezentatívnej vodivosti.

Viacbodová kalibrácia vodivosti je užitočná len v prípade, že sa tá istá elektróda používa v širokom rozsahu, napríklad od 50 do 5000 µS/cm. V takom prípade by bola vhodná súprava štandardných roztokov s hodnotami 84 µS/cm, 1413 µS/cm a 12,88 mS/cm.

 

Aký je rozdiel medzi dvojpólovou a štvorpólovou vodivostnou elektródou?

Klasické dvojpólové vodivostné elektródy sa skladajú z dvoch doštičiek. Tieto doštičky sú zvyčajne schované vo vonkajšom plášti sondy, ktorý ich chráni pred mechanickým poškodením a znižuje chyby spôsobené účinkami polí. Výhodou dvojpólovej vodivostnej elektródy je vysoká presnosť pri meraní nízkej vodivosti. Typický rozsah merania je od 0,001 μS/cm do 1000 μS/cm. Dvojpólové články nachádzajú využitie najmä pri meraní vodivosti čistej vody, vysoko zriedených vodných roztokov a nevodných roztokov.

Štvorpólový článok sa skladá z vonkajšieho a vnútorného pólu. Vonkajšie póly sú pod prúdom – privádza sa na ne striedavý prúd. Fungujú na rovnakom princípe ako dvojpólová elektróda. Vnútorné meracie póly sú umiestnené v elektrickom poli elektród pod prúdom a merajú napätie pomocou zosilňovača s vysokou impedanciou. Preto cez vnútorné póly, kde sa vykonáva meranie, tečie len veľmi malý prúd. Z toho dôvodu nedochádza k žiadnym polarizačným efektom, ktoré by ovplyvnili meranie. Výhodou štvorpólovej vodivostnej elektródy je meranie vodivosti v širokom meracom rozsahu od 10 μS/cm až do 1000 mS/cm. Tento typ elektród sa uplatňuje najmä pri meraní v morskej vode, odpadovej vode alebo v zriedených kyselinách či zásadách.

 

Aké sú kritériá výberu správnej laboratórnej vodivostnej elektródy?

Výber správnej laboratórnej vodivostnej elektródy je rozhodujúci pre získanie presných a spoľahlivých výsledkov. Správna elektróda je taká, ktorá najlepšie vyhovuje potrebám vašej aplikácie.

a. Základnou požiadavkou je, aby medzi vzorkou a elektródou nedochádzalo k chemickým reakciám. Na chemicky reaktívne vzorky sú často najlepšou voľbou sklo a platina, pretože majú najlepšiu chemickú odolnosť zo všetkých bežne používaných materiálov článkov. Pri aplikáciách v teréne a mnohých laboratórnych aplikáciách je kritickejším faktorom mechanická stabilita elektródy. Často sa používajú vodivostné senzory s epoxidovým telom a grafitovými elektródami, pretože sa ukázalo, že majú dobrú mechanickú aj chemickú odolnosť. V prípade nízko reaktívnych vodných roztokov a organických rozpúšťadiel je často dobrou alternatívou použitie článkov vyrobených z ocele alebo titánu. Správny výber je ešte dôležitejší pri nevodných vzorkách, vzorkách s nízkou vodivosťou, vysokým obsahom bielkovín či veľkou viskozitou, kde môžu v prípade použitia bežných pH elektród vznikať chyby.

b. Vhodná konštanta článku koreluje s vodivosťou vzorky. Čím nižšia je očakávaná vodivosť vzorky, tým menšia by mala byť konštanta článku elektródy. Pri rozhodovaní medzi dvojpólovým a štvorpólovým článkom možno uplatniť nasledujúce pravidlo: Na meranie nízkej vodivosti odporúčame použiť dvojpólový článok. Na meranie strednej a vysokej vodivosti je lepší štvorpólový článok, najmä pri meraní v širokom rozsahu vodivosti.
 

Ako sa pri meraní vodivosti vykonáva kompenzácia teploty?

Existuje niekoľko spôsobov kompenzácie teploty.

Na vodivosť vodných roztokov má teplota veľký vplyv (~2 %/°C). Preto sa obyčajne každé meranie prepája s referenčnou teplotou. Bežne používanými referenčnými teplotami v oblasti merania vodivosti sú 20 a 25 °C.

Pre potreby rôznych používateľov boli vyvinuté rôzne metódy opravy vplyvu teploty:

  • Lineárna: pre roztoky so strednou a vysokou vodivosťou
  • Nelineárna: voda z prírodných zdrojov, napríklad podzemná, povrchová, pitná a tiež odpadová
  • Čistá voda: ultračistá voda, deionizovaná voda, destilovaná voda
  • Žiadna: niektoré normy, napr. USP <645>, zakazujú akúkoľvek kompenzáciu teploty

Kompenzácia vplyvu teploty na rozličné ióny a dokonca aj odlišné koncentrácie toho istého iónu môže byť náročná. Preto sa pre každý typ vzorky musí určiť kompenzačný súčiniteľ, ktorý sa nazýva koeficient teploty (α). (To platí aj pre kalibračné štandardy. Všetky meracie prístroje METTLER TOLEDO dokážu túto kompenzáciu automaticky zohľadniť pomocou prednastavených teplotných tabuliek.)

 

Ako správne uskladňovať laboratórne vodivostné elektródy?

Všetky používateľské príručky obsahujú potrebné informácie o krátkodobom aj dlhodobom skladovaní príslušnej elektródy. Všeobecne platí, že laboratórne vodivostné elektródy treba dlhodobo skladovať v suchu.

 

Aká je očakávaná životnosť laboratórnej vodivostnej elektródy?

Laboratórne vodivostné elektródy nemajú dátum exspirácie. Keď sa elektróda používa v stanovených medziach teploty a elektróda ani kábel nie sú vystavené veľkej mechanickej sile ani drsným chemickým podmienkam, teoreticky sa neopotrebuje nikdy. Môže však napriek tomu dôjsť k posunu konštanty článku vplyvom usadenín mastných látok a zrazenín. Vo väčšine z týchto prípadov pomôže elektródu opláchnuť etanolom, izopropylalkoholom alebo acetónom.

 

Ktoré laboratórne vodivostné elektródy majú nominálnu alebo certifikovanú konštantu článku?

Sortiment elektród s nízkou vodivosťou, ako napr. InLab 741, InLab 742 a InLab Trace, sa dodáva s nameranou konštantou článku uvedenou v certifikáte. Ide o certifikované konštanty článkov, ktoré sa stanovujú po výrobnom procese priamo v závode s nadväznosťou podľa noriem ASTM a NIST. S maximálnou neistotou ±2 % sú dostatočne presné a môžu sa používať na meranie vodivosti priamym zadaním hodnoty konštanty článku do meracieho prístroja bez potreby kalibrácie. Certifikovaná konštanta článku je uvedená na certifikáte kvality, vytlačená na kábli elektródy a uložená na jej ISM čipe.

Keďže tieto elektródy sú špeciálne navrhnuté na používanie v médiách s nízkou vodivosťou, ako je čistá voda, ultračistá voda, destilovaná voda a deionizovaná voda, kontaminácia meracej jednotky je veľmi nepravdepodobná. Preto možno konštantu článku považovať za stabilnú. Napriek tomu je veľmi dôležité pravidelné overovanie presnosti pomocou štandardu vodivosti (napr. 10 µS/cm).

Všetky ostatné vodivostné elektródy od spoločnosti METTLER TOLEDO majú v certifikátoch vytlačenú nominálnu konštantu článku. Tieto elektródy je potrebné pred použitím kalibrovať pomocou vhodného kalibračného štandardu.

 

Kedy vykonať kalibráciu a kedy overenie laboratórnej vodivostnej elektródy?

Ak nie je známa presná konštanta článku, musí sa vykonať kalibrácia. Ak je známa presná konštanta článku, postačí overenie. To platí v prípade elektród s certifikovanou konštantou článku alebo elektród, ktoré boli predtým kalibrované.

 

Dá sa vodivosť merať aj v nevodných roztokoch?

Áno, je to možné. Organické látky majú tiež disociačné vlastnosti. Organické zlúčeniny ako benzén, alkoholy a ropné produkty majú vo všeobecnosti veľmi nízku vodivosť.

 

Ako čistiť laboratórnu vodivostnú elektródu?

Elektródu treba po každom meraní opláchnuť deionizovanou vodou. Ak bola elektróda vystavená vzorke nemiešateľnej s vodou, odporúčame ju vyčistiť rozpúšťadlom miešateľným s vodou, napríklad etanolom alebo acetónom, a potom starostlivo opláchnuť deionizovanou vodou. Ak sa vnútri meracej jednotky nahromadili pevné častice, opatrne ich odstráňte vatovou tyčinkou namočenou v roztoku čistiaceho prostriedku a potom elektródu opláchnite deionizovanou vodou.

(Upozornenie: Elektródy s pólmi potiahnutými platinou sa nikdy nesmú čistiť mechanicky, pretože by sa mohli poškodiť.)