¿Cómo se pueden utilizar los resultados en mV del pH para solucionar problemas?

ID de documento

ID de documento TE8285

Fecha de publicación

Fecha de publicación 30/04/2019
Pregunta
¿Cómo se pueden utilizar los resultados en mV del pH para solucionar problemas?
Resumen
Solución de problemas de mV del pH.
Respuesta
Las mediciones de pH funcionan de la siguiente manera: el electrodo mide una diferencia de potencial entre la muestra y la referencia medidas en unidades de milivoltios (mV) que, luego, se utilizará para calcular el pH de la muestra mediante la curva de calibración.
Consulte estos artículos para obtener más información: ¿Hay información sobre la teoría del pH? y ¿Cómo funciona la medición de pH con un electrodo?

La medición de mV sin procesar se puede mostrar si no aparece de forma predeterminada y, por tanto, es una mejor opción para la solución de problemas que el resultado del pH, dado que el resultado del pH está condicionado por la temperatura y la calibración.

Mediante la ecuación de Nernst, se puede mostrar que una pendiente teórica perfecta es de -59,16 mV/pH, la cual puede utilizarse para calcular un potencial de mV esperado para varios valores de pH conocidos en tampones.

Para los sistemas de referencia de Ag/AgCl (con los que cuentan casi todos los electrodos de pH de Hach), se espera que un pH de 7 tenga una lectura de mV de 0 mV. Con una pendiente teórica, se puede calcular la lectura de mV esperada. El pH 4 es 3 pH inferior al pH 7, por lo que se puede esperar que la lectura sea de 177 mV (59 x 3), y, según el mismo argumento, se puede esperar que la lectura de un tampón de pH 10 sea de -177 mV.

No es lo mismo, sin embargo, para electrodos analógicos que cuenten con sistemas de referencia distintos a los de Ag/AgCl. Por ejemplo, electrodos Radiometer Red Rod. Estos electrodos utilizan un sistema de referencia de KCl saturado en lugar de un sistema de referencia de Ag/AgCl. Para estos electrodos, se espera una lectura de -26 mV para un pH de 7. Por lo tanto, un pH de 4 tendría un potencial de 151 mV, y un pH de 10 tendría un potencial de -203 mV. No obstante, para los electrodos Red Rod IntelliCAL (que son no analógicos), se mostrará un mV durante la lectura que se corrige para que coincida con el que se mostraría si fuesen electrodos de Ag/AgCl.

Con el tiempo, se espera que el potencial de compensación de mV se desvíe a medida que aumente la antigüedad del electrodo, por lo tanto, una tolerancia aceptable para cualquier tampón o electrodo proporcionados es de ±30 mV. Así se realizan las calibraciones de reconocimiento automático. Por ejemplo, si la medición del potencial de mV se encuentra entre -30 mV y +30 mV en la calibración, el medidor reconocerá que el tampón es de pH 7.

Si la lectura se realiza en tampones de pH 4, 7 y 10, y se registran las mediciones de mV, esta información se puede utilizar para identificar muchos problemas comunes con el pH. Observe los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1: Si en un electrodo de Ag/AgCl los resultados parecen lentos, pero el electrodo se calibra y se registran los siguientes resultados de mV:
 pH 4: 202 mV
 pH 7: 23 mV
 pH 10: -153 mV

Tenga en cuenta que los tres tampones tienen una compensación de ~25 mV. Se encuentra dentro de la tolerancia aceptable de ±30 mV, pero está en el extremo superior de dicha tolerancia. Dado que los tres tienen la misma compensación, no hay un problema de pendiente, por lo que, aunque los resultados sean lentos, es probable que sean precisos. Con frecuencia, esto indica que se está acabando la vida útil del electrodo, tanto si es no rellenable (más de 6 meses de antigüedad) como si es rellenable (más de un año). Si el electrodo es rellenable, la sustitución de la solución de relleno puede ayudar con la lentitud. (¿Cuál es el procedimiento de sustitución de la solución de relleno de un electrodo de pH rellenable?). Si tiene menos de 6 meses de antigüedad y no es rellenable, probablemente el electrodo se haya almacenado incorrectamente o deba sustituirse bajo garantía. (¿Por qué es importante usar la solución de almacenamiento correcta para un electrodo de pH?, ¿Cuál es la solución de almacenamiento (y de relleno) adecuada para un electrodo de pH IntelliCAL?,  , ¿Por qué es tan importante que el Intellical PHC101 en particular se almacene correctamente?. Las mediciones lentas pueden estar provocadas por la contaminación microbiológica de la referencia, producida por limpiar el electrodo con poca frecuencia o de forma inadecuada, por no cambiar la solución de almacenamiento con regularidad, por no almacenar el electrodo correctamente o por dejarlo en la muestra durante demasiado tiempo.

Ejemplo 2: Si falla la calibración en un electrodo de Ag/AgCl y se han registrado los siguientes resultados en mV:
 pH 4: 222 mV
 pH 7: 45 mV
 pH 10: -133 mV

Esto es similar al ejemplo 1, pero más avanzado. En este caso, la compensación es de 45 mV, lo que supera la tolerancia y, por lo tanto, la calibración falla. Los motivos son los mismos que los descritos en el ejemplo 1. Si se debiera seguir usando el electrodo del ejemplo 1 de la misma manera durante algunos días más, probablemente se producirían fallos en la calibración. Si se identifica que el motivo de la compensación es un mantenimiento inadecuado (más frecuentemente, un almacenamiento incorrecto), se necesitaría adquirir un electrodo de repuesto, incluso si el electrodo se encuentra dentro del periodo de garantía. La garantía solo cubre los defectos de fabricación, no los fallos provocados por un uso inadecuado.

Ejemplo 3: Si falla la calibración en un electrodo de Ag/AgCl y se han registrado los siguientes resultados en mV:
 pH 4: 110 mV
 pH 7: 5 mV
 pH 10: -110 mV

En este caso, la lectura del tampón de pH 7 es adecuada y se encuentra dentro de las especificaciones, pero los otros dos tienen compensación. Sin embargo, observará que las compensaciones se encuentran en direcciones opuestas, ambas polarizadas hacia 7. El pH 4 tiene una compensación de -77 mV y el pH 10 tiene una compensación de +77 mV. Los motivos son los mismos que los descritos en el ejemplo 1: almacenamiento inadecuado. En este ejemplo, probablemente el electrodo se ha almacenado en un tampón de pH 7. Si observa que la lectura de un tampón es correcta, pero que el resto están desplazados hacia dicho tampón, eso es lo que provoca el almacenamiento en tampón. Como con el resto de ejemplos, si se identifica que el motivo de la compensación es un mantenimiento inadecuado (más frecuentemente, un almacenamiento incorrecto), se necesitaría adquirir un electrodo de repuesto, incluso si el electrodo se encuentra dentro del periodo de garantía. La garantía solo cubre los defectos de fabricación, no los fallos provocados por un uso inadecuado.

Ejemplo 4: Si falla la calibración en un electrodo de Ag/AgCl y se han registrado los siguientes resultados en mV:
 pH 4: 192 mV
 pH 7: 17 mV
 pH 10: -142 mV

En este ejemplo, los tampones de pH 4 y 7 leen dentro de la tolerancia con una compensación de ~15 mV, pero el tampón de pH 10 tiene una compensación de ~35 mV, la cual se encuentra fuera de la tolerancia. Esto probablemente se debe a un problema con el tampón de pH 10. Siempre que dos tampones lean dentro de la tolerancia y el tercero no, esto generalmente indica un problema en el tampón. Esto suele ocurrir con el tampón de pH 10, puesto que tiene la vida útil más corta de los tres. (¿Cuál es la vida útil de los tampones de pH líquidos?). Si se compraron todos los tampones juntos (lo que es habitual), esa puede ser a veces la causa del problema. Los tapones sueltos, la reutilización de un tampón antiguo (extraído de la botella un día diferente) o los tampones contaminados pueden provocar este síntoma. En este ejemplo, el síntoma sería que no reconocería el tampón de pH 10. No obstante, este problema también puede provocar que la pendiente se salga del rango si el tampón con la compensación más alta sigue dentro de la tolerancia, pero es todavía mucho más alta con respecto a los otros tampones. Por lo general, esto puede resolverse simplemente sustituyendo los tampones.

Ejemplo 5: Si falla la calibración en un electrodo de Ag/AgCl y se han registrado los siguientes resultados en mV:
 pH 4: 202 mV
 pH 7: 10 mV
 pH 10: -190 mV

En este ejemplo, los tres tampones tienen una compensación dentro de la tolerancia, pero es diferente en los tres casos. Esto provocará errores en las calibraciones, dado que la pendiente está fuera del rango. Si los distintos tampones tienen compensaciones diferentes, esto provoca pendientes incorrectas. Cuanto más incorrecta sea la pendiente (cuanto más se aleje de la pendiente teórica), peor será la exactitud. Esto puede provocarlo un electrodo sucio; en tal caso, se recomendaría limpiarlo. (¿Cómo se deben limpiar los electrodos de pH y conductividad?, ¿Con qué frecuencia se recomienda limpiar los electrodos de pH del laboratorio?). Esto también puede estar provocado por un almacenamiento inadecuado del electrodo, como almacenarlo en el tampón de pH, por ejemplo. Leerá el tampón que se almacenó bien, pero los otros tampones tendrán lecturas polarizadas en la dirección del tampón en el que se almacenó.

Ejemplo 6: Si falla la calibración en un electrodo de Ag/AgCl y se han registrado los siguientes resultados en mV:
 pH 4: 5 mV
 pH 7: 0 mV
 pH 10: 3 mV

Si se quitó toda la cinta de embalar y, si es rellenable, el orificio de llenado está abierto (¿Por qué hay cinta de color naranja/ámbar en el electrodo IntelliCAL?, ¿Cuándo se debe abrir o tapar el orificio de llenado de un electrodo rellenable?), dicho electrodo está físicamente roto y sería necesario adquirir un electrodo de repuesto (a menos que se recibiera en estas condiciones al sacarlo de la caja). Consulte: Si un electrodo de pH resulta dañado físicamente durante su periodo de garantía, Si un electrodo de pH resulta dañado físicamente durante el periodo de garantía, ¿se puede sustituir dicho electrodo bajo garantía?

 

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