pH/ORP-Pufferkalibrierlösungen

Primärer Referenzpuffer 

Diese Puffer sind nicht gewerbsmäßiger Natur und werden hauptsächlich in metrologischen Instituten verwendet. Diese Puffer weisen die geringste Unsicherheit bei pH-Werten auf, ±0,003. 

Standardpuffer (sekundärer Referenzpuffer)

Standardpufferlösungen dienen als Standard für genaue Messungen insbesondere in Laboratorien und bei der Produktion technischer Puffer. Sie sind auf die Primärstandards zurückverfolgbar. Die Bestandteile dieser Puffer sind durch internationale Standards wie DIN19266, IEC 726 und NIST definiert. Die Unsicherheit beträgt 0,002 und 0,004 pH-Einheiten (bei 25°C), in Abhängigkeit vom Puffer.

Technischer Puffer

Es gibt gewerbliche Puffer, die hauptsächlich zur Kalibrierung industrieller pH-Messungen verwendet werden. Die Pufferwerte von technischen Puffern sind auf den Standardpuffer zurückzuführen. Die DIN19267 definiert Standards für diese Lösungen. Die Unsicherheit beträgt
0,02 pH-Einheiten (bei 25 °C), in Abhängigkeit vom Puffer.

Beispiele bevorzugter Puffer von Yokogawa finden sich in der Tabelle unten. Pufferlösungen, die aus diesen Stoffen hergestellt wurden, entsprechen den Empfehlungen des DIN-Normenausschusses und des National Institute of Standards and Technology (NIST). Die Stoffe wurden wegen ihrer besonderen Eignung als Kalibrierstandards für pH-Präzisionsmessgeräte ausgewählt.

Temperaturabhängigkeit

Die Temperaturabhängigkeit des pH-Werts einer Pufferlösung wird im Allgemeinen als gemessene pH-Werte bei bestimmten diskreten Temperaturen definiert. Viele Puffertabellen sind
in Analysegeräten von Yokogawa bereits programmiert. Wenn also während der Kalibrierung der Temperaturkompensator in die Pufferflüssigkeit getaucht wird, erfolgt eine automatische Anpassung an Temperaturschwankungen.  Jeder angegebene pH-Wert ist nur dann sinnvoll, wenn auch die Messtemperatur definiert ist. 

Zu beachten

Puffer mit einem pH-Wert von über 7 sind besonders empfindlich gegenüber atmosphärischem CO2. Puffer, die Anzeichen von Trübung zeigen, müssen unverzüglich entsorgt werden. Im Interesse der Genauigkeit empfiehlt es sich,
einen Puffer nicht länger als einen Monat nach Öffnen zu verwenden. Puffer sind in fest verschlossenen, vorzugsweise luftdichten Flaschen aus Polyethylen oder Borosilikatglas aufzubewahren. Puffer dürfen, einmal entnommen, nicht mehr in die
Flaschen zurückgeschüttet werden.

 

ORP Standardlösungen

Wenn es erforderlich ist, einen ORP-Sensor zu überprüfen oder zu kalibrieren, gibt es zwei Arten von Standardlösungen , die üblicherweise verwendet werden. Die erste sind vorgefertigte Lösungen für einen bestimmten stabilen mV-Wert, im Allgemeinen einen, der im  ORP-Bereich des Prozesses liegt. Der zweite und wahrscheinlich am weitesten verbreitete Typ sind Lösungen, die unter Verwendung der pH 4- und pH 7-Standardpuffer mit bis zur Sättigung eingemischten Chinhydron-Kristallen hergestellt werden. Beide Arten von pH-Pufferlösungen können zur Kalibrierung eines ORP-Messsystems verwendet werden und sind darüber hinaus sehr praktisch, wenn damit auch pH-Sensoren gewartet werden. Die Vorbereitung und Verwendung beider Lösungsarten ist unten näher erläutert: 

Chinhydron¹⁾ Lösung

Um eine ORP-Lösung mit einem pH-Puffer (entweder 4,0 oder 7,0) herzustellen, rühren Sie eine kleine Menge, ca. < 0,5 mg Chinhydron in 200 ml Lösung ein. Chinhydron ist schwer löslich, daher löst sich nur eine kleine Menge im Puffer und verleiht der Lösung eine bernsteinfarbene Tönung. Wenn sich das gesamte Chinhydron aufgelöst hat, fahren Sie fort, kleine Mengen hinzuzufügen und rühren Sie erneut. Die Sättigung ist erreicht, wenn eine kleine Menge Chinhydron nach dem Mischen unaufgelöst bleibt. 

Egal ob Sie einen 4,0- oder 7,0-Puffer verwenden,  die unten stehende Tabelle gibt den mV-Wert an, den Sie erreichen sollten in Abhängigkeit von der eingesetzten Referenzelektrode. So sollte zum Beispiel eine Chinhydron/pH 4,0 Lösung einen Wert von 253 mV (±30 mV) bei 25 °C ergeben für eine Referenzelektrode mit einer internen 3M KCl-Füllung.

Hinweis 1: Das Chinhydronpulver stellt ein mäßiges Gesundheitsrisiko dar und reizt bei längerer Exposition die Lungen. Die vorgefertigten Kalibrierlösungen sind relativ harmlos, sofern sie nicht in größeren Mengen verschluckt werden. Mit beiden Typen sollte sorgfältig umgegangen werden gemäß guter Laborpraxis.
Hinweis 2: SCE = Gesättigte Kalomelelektrode (Saturated Calomel Electrode)
Hinweis 3: SHE = Standard-Wasserstoffelektrode (Standard Hydrogen Electrode)

Vorgefertigte stabilisierte ORP-Lösungen

Referenzelektroden mit verschiedenen internen Fülllösungen haben unterschiedliche mV-Ausgänge, wenn sie in die gleiche Standardlösung getaucht werden. Dies liegt daran, dass die Standardlösung gezielt auf eine bestimmte Referenzfülllösung hin vorbereitet wurde. Die Tabelle unten führt in der Spalte ganz links einige der am häufigsten verwendeten Fülllösungen für Referenzelektroden auf. Am oberen Rand der Tabelle sind die möglichen Referenzfülllösungen aufgeführt, in Bezug auf welche die Standardlösung zubereitet wurde. Um die unten stehende Tabelle zu verwenden, müssen Sie wissen, welche (1) Referenzlösung in der Referenzelektrode verwendet wird und (2) mit welcher Referenzlösung die bekannte vorgefertigte Lösung verglichen wird. Wenn Sie zum Beispiel eine vorgefertigte 250-mV-
Lösung haben, die auf die SHE (Standard-Wasserstoffelektrode) Bezug nimmt und die Referenzelektrode in Ihrer Messschleife eine 1 M KCl Fülllösung verwendet, dann gibt der Analysator
NICHT den Wert 250 mV an, sondern Sie würden nur 19 mV bei 25 °C ablesen. Dies ist der 250 mV-Wert für die Lösung abzüglich des 231 mV-Werts, der als Differenz zwischen der SHE und den 1M KCl-Referenzen ausgewiesen ist. Dies ergibt 19 mV.

Hinweis 1: SCE = Gesättigte Kalomelelektrode (Saturated Calomel Electrode)
Hinweis 2: SHE = Standard-Wasserstoffelektrode (Standard Hydrogen Electrode)