YSI 600R - Handbuch (Seite 263)

Funktionsprinzipien Abschnitt 5
WTW Bedienungsanleitung für Umweltüberwachungssysteme 5-5
KALIBRIERUNG UND TEMPERATURAUSWIRKUNGEN
Die Software der Sonde berechnet den pH-Wert aus der feststehenden linearen Beziehung zwischen pH und
der Millivolt-Ausgabe, die mit Hilfe einer Variation der Nernst-Gleichung definiert werden kann:
E = E
o
+ 2.3RT * pH wobei E = Millivolt-Ausgabe
nF
Eo = eine Konstante, die mit der Referenzelektrode verknüpft ist
T = Temperatur der Messung in Grad Kelvin
R, n und F sind invariante Konstanten
Dabei ist in vereinfachter y = mx + b Form: (mV Ausgabe) = (Steigung)x(pH) + ( Asymmetrie). Zur
Quantifizierung dieser einfachen Beziehung muss das Instrument mit handelsüblichen Puffern mit
bekannten pH-Werten sachgerecht kalibriert werden. In diesem Verfahren werden die Millivolt-Werte für
zwei verschiedene Pufferlösungen im Experiment bestimmt und dann von der Sondensoftware verwendet,
um die Steigung und die Asymmetrie der Gerade . Nachdem dieses Kalibrierverfahren durchgeführt wurde,
kann die Millivolt-Ausgabe der Sonde in beliebigen Medien leicht von der Sondensoftware in einen pH-
Wert umgewandelt werden, solange die Kalibrierung und der Messwert bei gleicher Temperatur
durchgeführt wurden. Diese letzte Bedingung wird bei tatsächlichen Umweltmessungen fast nie erfüllt, da
die Temperaturen während eines Einsatzes selbst im Verlauf eines Tageszyklus um mehrere Grad
schwanken können. Daher ist eine Methode zur Temperaturausgleich erforderlich oder, anders ausgedrückt,
zur genauen Umrechnung der Steigung, die bei Tc (Temperatur der Kalibrierung) ermittelt wurde, in die
korrekte Steigung bei Tm (Temperatur der Messung). Glücklicherweise bietet die Nernst-Gleichung eine
Basis für diese Umwandlung.
Gemäß der oben angeführten Nernst-Gleichung ist die Steigung der Geraden direkt proportional zur
absoluten Temperatur in Grad Kelvin. Wenn daher die Steigung durch eine Messung zu 59 mV/pH bei 298
K (25 °C) bestimmt wurde, muss die Geradensteigung bei 313 K (40 °C) (313/298) * 59 = 62 mV/pH
liegen. Bei 283 K (10 °C) wird die Neigung als 56 mV/pH ((283/298) * 59) berechnet. Die Bestimmung
der der Geradenteigung bei Temperaturen, die von T
c
abweichen, ist daher relativ einfach. Zur Feststellung
der neuen Asymmetrie, muss der Punkt, an dem sich die pH-Geraden unterschiedlichen Temperaturen
schneiden (der Isopotentialpunkt), bekannt sein. Unter Verwendung des Kalibrierprotokolls weist die
Sondensoftware den Isopotentialpunkt als den mV-Messwert bei pH 7 zu und berechnet anschließend den
Abschnitt unter Verwendung dieser Annahme. Nachdem die Steigung und die Asymmetrie bei bei der
neuen Temperatur berechnet wurde, ist die Berechnung des pH-Wertes unter den neuen
Temperaturbedingungen einfach und wird von der Sondensoftware automatisch ausgeführt.
VORSICHTSMASSNAHMEN FÜR MESSUNG UND KALIBRIERUNG
1- Die 6561FG und 6565FG-Sensoren besitzen Flachmembranen, die mechanisch stabiler als kugelförmige
Membranen. Benutzer müssen jedoch beachten, dass Sensoren mit Flachglasmembranen eine bedeutend
höhere Impedanz aufweisen, was sie etwas empfindlicher für elektrostatische Aufladung macht, wenn
Benutzer die Sonde bedienen oder sich während der Kalibrierung oder anderen Labortätigkeiten in ihrer
Nähe aufhalten. Die elektrostatischen Interferenzen können manchmal dazu führen, dass die während der
Einzelprobennahme oder der Kalibrierung beobachteten pH-Messwerte erheblich schwanken. Wenn diese
Schwankungsanfälligkeit während der Kalibrierung oder bei der Verwendung einer pH-Elektrode mit
Flachglasmembran beobachtet wird, darf der Benutzer die Sonde nicht berühren und muss einen Abstand
von mindestens einem halben Meter von der Sonde halten, bis die Kalibrierung beendet ist. Die
elektrostatischen Interferenzen machen sich insbesondere während des Winters bemerkbar, wenn die Luft
trockener ist.