DE4312096B4 - Process for automated pH measurement and calibration and device for carrying out the process - Google Patents

Process for automated pH measurement and calibration and device for carrying out the process Download PDF

Info

Publication number
DE4312096B4
DE4312096B4 DE19934312096 DE4312096A DE4312096B4 DE 4312096 B4 DE4312096 B4 DE 4312096B4 DE 19934312096 DE19934312096 DE 19934312096 DE 4312096 A DE4312096 A DE 4312096A DE 4312096 B4 DE4312096 B4 DE 4312096B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
calibration
measurement
measuring
electrode
sensitive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19934312096
Other languages
German (de)
Other versions
DE4312096A1 (en
Inventor
Frank-Michael Matysik
Wolfgang Dr. Leye
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Leye Anlagen- und Analysentechnik 0 De GmbH
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19934312096 priority Critical patent/DE4312096B4/en
Publication of DE4312096A1 publication Critical patent/DE4312096A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4312096B4 publication Critical patent/DE4312096B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/4163Systems checking the operation of, or calibrating, the measuring apparatus
    • G01N27/4165Systems checking the operation of, or calibrating, the measuring apparatus for pH meters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Verfahren zur automatisierten pH-Messung und Kalibrierung von als Einstabmeßkette ausgebildeten ionensensitiven Elektroden, insbesondere von Glaselektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die sensitive Membran der ionensensitiven Elektrode im Meßmodus durch eine aus einer ersten Kapillare ausströmenden Meßlösung mit 0,01 ml/min bis 5 ml/min angeströmt wird, ohne dabei in die Meßlösung einzutauchen, das Meßsignal aufgenommen und registriert wird, nach einem durch die Genauigkeitsanforderungen bestimmten Zeitintervall, das zwischen 2 Stunden und 150 Stunden liegt, nacheinander durch weitere Kapillaren mit Kalibriertlüssigkeiten in gleicher Weise wie im Meßmodus angeströmt wird, nach einer Zeit von 1 min bis 2 min die Zufuhr der Kalibrierflüssigkeit gestoppt wird und die pH-Messung durch Anströmen mit Meßlösung fortgesetzt wird.Method for automated pH measurement and calibration of ion-sensitive electrodes designed as single-rod electrodes, in particular glass electrodes, characterized in that the sensitive membrane of the ion-sensitive electrode in the measuring mode by a measuring solution flowing out of a first capillary at 0.01 ml / min to 5 ml / min is flowed without immersing in the measurement solution, the measurement signal is recorded and registered, after a time interval determined by the accuracy requirements, which is between 2 hours and 150 hours, flowed through in succession through further capillaries with calibration liquids in the same way as in the measurement mode, after a time of 1 min to 2 min the supply of the calibration liquid is stopped and the pH measurement is continued by the flow of measuring solution.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten pH-Messung und Kalibrierung von ionensensitiven Elektroden, insbesondere von Glaselektroden, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das bezeichnete Verfahren soll – bevorzugt unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung – bei der pH-Messung in verschiedenen Bereichen der Prozeßchemie aber auch im Laboreinsatz Anwendung finden.The invention relates to a method for automated pH measurement and calibration of ion-sensitive Electrodes, in particular glass electrodes, and a device to carry out of the procedure. The designated method should - preferably using the device described - at the pH measurement in various areas of process chemistry but also in laboratory use Find.

Es ist bereits bekannt, pH-Messungen unter Verwendung von Glaselektroden durchzuführen. Ein noch nicht befriedigend gelöstes Problem ist die Kalibrierung der Glaselektroden vor, während und nach ihrem Einsatz. Die übliche Verfahrensweise besteht darin, pH-Meßketten zur Kalibrierung und/oder Rekalibrierung aus dem Prozeßbad bzw. der Meßlösung in einen oder mehrere Behälter zu überführen, die Kalibrierlösungen enthalten. In diesen Behältnissen verbleibt die Glaselektrode, bis sich an ihrer Oberfläche die gewünschten Gleichgewichtsverhältnisse wieder eingestellt haben.It is already known pH measurements using glass electrodes. Not yet satisfactory dissolved The problem is the calibration of the glass electrodes before, during and after their use. The usual The procedure is to use pH electrodes for calibration and / or Recalibration from the process bath or the measurement solution in one or several containers to convict the calibration Solutions contain. In these containers the glass electrode remains until the surface of the desired Equilibria hired again.

Es wurden auch technische Lösungen vorgeschlagen, während oder neben dem Prozeß der eigentlichen pH-Messung die Elektrode zu kalibrieren. In der DE-PS 31 18 771 ist eine Verfahrensweise beschrieben, nach der eine automatische Kalibrierung dergestalt verwirklicht wird, daß mit Hilfe komprimierter Luft sequenziell Meßlösung, Reinigungs- und Kalibrierlösung in einen kleinen Hohlraum mit eintauchender Elektrode gepreßt wird.Technical solutions have also been proposed to calibrate the electrode during or in addition to the process of the actual pH measurement. In the DE-PS 31 18 771 describes a procedure according to which an automatic calibration is carried out in such a way that, with the aid of compressed air, the measuring solution, cleaning and calibration solution are pressed sequentially into a small cavity with an immersing electrode.

Die GB-PS2051371 beschreibt ein automatisches Kalibriersystem für eine online-gekoppelte Meßeinrichtung mit ionensensitiven Elektroden. Über ein 3-Wegeventil werden abwechselnd Probelösung, Puffer- und Standardlösungen in eine Fließzellenkonstruktion eingespeist und die gemessenen Zellspannungen automatisch verarbeitet.The GB-PS2051371 describes an automatic calibration system for an online-coupled measuring device with ion-sensitive electrodes. A 3-way valve alternately feeds sample solution, buffer and standard solutions into a flow cell construction and the measured cell voltages are processed automatically.

In der US-PS 4 260 950 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der die transportable pH-Meßeinrichtung ein Pufferreservoir enthält. Die Anordnung gestattet eine wechselseitige Positionierung der Elektrode in der Meßlösung und im Pufferreservoir. Die in der Pufferlösung gemessene Zellspannung liegt der automatischen Kalibration zugrunde.In the U.S. Patent 4,260,950 describes a device in which the portable pH measuring device contains a buffer reservoir. The arrangement permits mutual positioning of the electrode in the measurement solution and in the buffer reservoir. The cell voltage measured in the buffer solution is the basis for the automatic calibration.

Die in den Literaturstellen vorgestellten Lösungen gehen davon aus, daß die Kalibrierung der pH-Elektrode in einem von der Meßlösung getrennten Gefäß erfolgt, wobei der Vorteil darin gesehen wird, daß nach der Kalibrierung ein automatisches Weiterführen der pH-Messung am Meßobjekt ermöglicht wird. Dieser Meinung sind auch die Erfinder der EP 0 080 680 . Auch die technischen Lösungen der US 4 490 236 und US 3 556 950 bringen keinen Fortschritt. Die letztgenannte US-Patentschrift beschreibt ein Verfahren zur automatisierten Messung von Ionenkonzentrationen und zum Kalibrieren einer ionensensitiven Elektrode, bei dem die sensitive Membran dieser Elektrode durch eine Meßlösung angeströmt wird, ohne dabei in die Meßlösung zu tauchen.The solutions presented in the references assume that the calibration of the pH electrode takes place in a vessel separate from the measurement solution, the advantage being seen in the fact that after the calibration an automatic continuation of the pH measurement on the test object is made possible. This is also the opinion of the inventors of EP 0 080 680 , The technical solutions of US 4,490,236 and US 3,556,950 bring no progress. The last-mentioned US patent describes a method for the automated measurement of ion concentrations and for the calibration of an ion-sensitive electrode, in which the sensitive membrane of this electrode is flowed through by a measuring solution without being immersed in the measuring solution.

Der Nachteil der beschriebenen Lösungen besteht darin, daß nur das Prinzip der Trennung der Meßvorrichtung von der Meßlösung variiert und – zum Teil allerdings recht geschickt – modifiziert wird. Dadurch wird die Diskontinuität erhalten, die der Kalibriervorgang in den Meßprozeß insgesamt hineinträgt.The disadvantage of the solutions described is in that only the principle of separation of the measuring device varies from the measurement solution and Part of it, however, quite cleverly - is modified. Thereby becomes the discontinuity obtained, which carries the calibration process into the measuring process as a whole.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens zur automatisierten pH-Messung und Kalibrierung und im Schaffen einer universell einsetzbaren Elektrodenanordnung, die ohne Veränderung der Elektrodenpositionierung in einfacher Weise sowohl kontinuierliche als auch diskontinuierliche pN-Messungen und Kalibrierungen ermöglicht. Im Falle technischer Anwendungen soll erreicht werden, daß in einem lang andauernden Meß- und Überwachungsprozeß die Glaselektrode rekalibriert werden kann, ohne daß manuelle Arbeit oder aufwendige Regelungsvorrichtungen und -mechanismen eingesetzt werden müssen.The object of the invention is in the specification of a method for automated pH measurement and Calibration and creating a universally applicable electrode arrangement, the without change the electrode positioning in a simple manner both continuous as well as discontinuous pN measurements and calibrations. In the case of technical applications, it should be achieved that in one long-lasting measuring and monitoring process the glass electrode can be recalibrated without manual labor or time-consuming Control devices and mechanisms must be used.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den nachstehend beschriebenen Verfahrensablauf gelöst:
Die als spezielle Einstabmeßkette ausgeführte ionensensitive Elektrode wird zusammen mit Anströmkapillaren für Meß- und Pufferlösungen in der Nähe des Meßmediums stationär positioniert
The object is achieved according to the invention by the process sequence described below:
The ion-sensitive electrode, which is designed as a special combination electrode, is positioned stationary together with the flow capillaries for measuring and buffer solutions near the measuring medium

Durch die eine Kapillare kann während der Kalibrierung wechselseitig einer der beiden Kalibrierpuffer ausfließen. Dies wird über einen T-Verteiler am oberen Kapillarende und Magnetventile ermöglicht. Die handelsüblichen Pufferlösungen befinden sich in Vorratsbehältern oberhalb der Elektrode, so daß die Pufferlösungen durch den hydrostatischen Druck ausströmen. Die Meßlösung strömt während des Meßvorganges durch die zweite Kapillare auf die Glasmembran. Dabei ist die Zufuhr von Pufferlösung unterbunden. Die Arbeitssequenz (a) pH-Messung im interessierenden Meßmedium – (b) Kalibrieren – (c) Rückkehr zum Meßvorgang wird in den folgenden Schritten realisiert:

  • 1. Bei geschlossener Pufferzufuhr strömt Meßlösung, die beispielsweise als Bypass von einem Prozeßstrom abgezweigt wird, auf die Glasmembran der ionensensitiven Elektrode. Die Glasmembranmulde wird dabei vollständig mit der Meßlösung ausgefüllt und elektrolytische Verbindung zum Diaphragma gewährleistet. Überschüssige Meßlösung fließt über den Membranrand ab.
  • 2. Zur Kalibrierung wird die Zufuhr der Meßlösung unterbrochen. Dann erfolgt ein Anströmen mit Pufferlösung A (pH-Wert von A sollte möglichst mit dem pH-Wert des Innenpuffers der verwendeten Einstabmeßkette übereinstimmen) zum Abgleich des Asymmetriepotentials. Diese verdrängt nach kurzer Zeit die Meßlösung aus der Membranmulde. Das sich einstellende Gleichgewichtspotential wird registriert.
  • 3. Die Pufferzufuhr A wird gestoppt und die Elektrode mit Puffer B angeströmt. Die stationäre Meßkettenspannung dient zum Bestimmen der Elektrodensteilheit, die wiederum automatisch zur korrekten pH-Anzeige erfaßt und verarbeitet wird.
  • 4. Die Rückkehr zum Meßmodus erfolgt durch Schließen der Pufferzufuhr und Anströmen mit Meßlösung wie unter 1. ausgeführt. Der pH- Wert wird nun unter Berücksichtigung der Kalibrierdaten aus der Meßkettenspannung neu berechnet (im allgemeinen mikroprozessorkontrolliert).
One of the two calibration buffers can flow out alternately through the one capillary during calibration. This is made possible by a T-distributor at the top capillary end and solenoid valves. The commercially available buffer solutions are located in storage containers above the electrode, so that the buffer solutions flow out through the hydrostatic pressure. The measuring solution flows through the second capillary onto the glass membrane during the measuring process. The supply of buffer solution is prevented. The working sequence (a) pH measurement in the medium of interest - (b) calibration - (c) return to the measuring process is realized in the following steps:
  • 1. When the buffer supply is closed, the measurement solution, which is branched off from a process stream as a bypass, for example, flows onto the glass membrane of the ion-sensitive electrode. The glass membrane trough is completely filled with the measuring solution and electrolytic connection to the diaphragm is guaranteed. Excess measurement solution flows out over the edge of the membrane.
  • 2. The supply of the measurement solution is interrupted for calibration. Then flow with buffer solution A (pH value of A should be as close as possible to the pH of the internal buffer of the rod used electrode match) to adjust the asymmetry potential. After a short time, this displaces the measuring solution from the membrane trough. The equilibrium potential that arises is registered.
  • 3. The buffer supply A is stopped and the electrode with buffer B flows against. The stationary electrode voltage is used to determine the electrode steepness, which in turn is automatically recorded and processed for the correct pH display.
  • 4. Return to the measuring mode is done by closing the buffer supply and inflow with measuring solution as described under 1.. The pH value is now recalculated taking the calibration data from the electrode voltage into account (generally microprocessor-controlled).

Die vorgeschlagene Verfahrensweise ermöglicht das Programmieren von Zeitintervallen, die eine Wiederholung des Kalibrierzyklus, entsprechend den Punkten 2 und 3 gestattet.The proposed procedure enables the programming of time intervals that repeat the calibration cycle, according to the points 2 and 3 allowed.

Die Ergebnisse zeigen, daß eine kontinuierliche wartungsfreie pH-Messung für industrielle Anlagen, aber auch im Labormaßstab mit guter Genauigkeit gewährleistet ist.The results show that continuous maintenance-free pH measurement for industrial plants, but also on a laboratory scale with good accuracy guaranteed is.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorgeschlagen, die sich als zweckmäßig erwiesen hat:
Die im folgenden anhand der 1 beschriebene Meßanordnung dient zur potentiometrischen Messung von Ionenkonzentrationen und zur Kalibrierung der verwendeten ionensensitiven Elektroden, vorzugsweise Glaselektroden, in Einstabkettenausführung. Das Diaphragma (6) des äußeren Bezugssystems mündet direkt in das Volumeninkrement der pH-sensitiven Glasmembran (1), die in der bevorzugten Ausführungsform der Ertindung muldenförmig ausgestaltet ist. In der Nähe zur Glasmembran sind zwei Kapillaren (4) und (8) angeordnet. Diese sind bevorzugt fixiert und dienen der Zufuhr von Meß- und Puffer lösungen. Zur Gewährleistung mechanischer Stabilität, insbesondere zur Minimierung der Bruchgefahr, ist die Glaselektrode mit den fixierten Anströmkapillaren in einer Abschirmhülse derart untergebracht, daß die Anströmlösungen direkten und ungehinderten Zugang zur Glasmembran haben und bodenseitig ein Abfließen überschüssiger Meß- und Kalibrierlösungen, die verfahrens-bedingt anfallen, gewährleistet ist.
To implement the method, a device according to the invention is proposed which has proven to be expedient:
The following based on the 1 The measuring arrangement described is used for the potentiometric measurement of ion concentrations and for the calibration of the ion-sensitive electrodes used, preferably glass electrodes, in single-rod design. The diaphragm ( 6 ) of the external reference system opens directly into the volume increment of the pH-sensitive glass membrane ( 1 ), which is trough-shaped in the preferred embodiment of the invention. Near the glass membrane are two capillaries ( 4 ) and ( 8th ) arranged. These are preferably fixed and are used to supply measurement and buffer solutions. To ensure mechanical stability, in particular to minimize the risk of breakage, the glass electrode with the fixed inflow capillaries is housed in a shielding sleeve in such a way that the inflow solutions have direct and unimpeded access to the glass membrane and on the bottom side excess measurement and calibration solutions that arise due to the process, is guaranteed.

Die pH-Messung erfolgt, indem aus der über der Membranmulde (1) angebrachten ersten Kapillare (4) Meßlösung auf die Membranfläche gespült wird. Die Membranmulde ist dabei im Meßzustand vollständig mit Meßlösung gefüllt (Totvolumen des muldenförmigen Volumeninkrements 50 μl–150 μl). Durch den weiterhin nachströmenden Elektrolyten erreicht man eine schnelle Erneuerung des Meßgutes und damit auch ein effektives Spülen beim Wechsel zwischen verschiedenen Meß- bzw. Kalibrierlösungen. Überschüssiger Elektrolyt fließt über den Rand der Glasmembran in einen Abfallbehälter bzw. wird in das Meßgut zurückgeführt. Folgende Parameter sind ohne merklichen Einfluß auf die Funktionsweise des Systems in weiten Grenzen variierbar:

  • – Strömungsgeschwindigkeit der Meß- bzw. Kalibrierlösung: 0,01 ml/min... 5 ml/min.
  • – Positionierung der Kapillare: nicht unbedingt zentrisch über der Membranmulde, Abstand ca. 1 mm bis 5 mm.
The pH measurement is carried out by using the 1 ) attached first capillary ( 4 ) Measuring solution is rinsed on the membrane surface. The membrane trough is completely filled with measuring solution in the measuring state (dead volume of the trough-shaped volume increment 50 ul-150 ul). As the electrolyte continues to flow in, a rapid renewal of the material to be measured and thus effective rinsing when changing between different measurement or calibration solutions is achieved. Excess electrolyte flows over the edge of the glass membrane into a waste container or is returned to the material to be measured. The following parameters can be varied within a wide range without any noticeable influence on the functioning of the system:
  • - Flow rate of the measuring or calibration solution: 0.01 ml / min ... 5 ml / min.
  • - Positioning of the capillary: not necessarily centrally over the membrane trough, distance approx. 1 mm to 5 mm.

Die analytischen Vorzüge der Apparatur werden durch folgende Eigenschaften deutlich:

  • – Das Elektrodensystem verbleibt während Messung und Kalibrierung am gleichen Ort.
  • – Die Gestaltung des Meßregimes (kontinuierlich, diskontinuierlich, periodischer Wechsel zwischen Meß- und Kalibrierlösungen ...) kann leicht über die Ansteuerung von Magnetventilen bzw. Pumpensystemen automatisiert werden.
  • – Für Kalibrierung und Messung sind nur geringe Volumina notwendig (entsprechend den Totvolumina des Gesamtsystems und der Ansprechzeit der Elektrode sind zur definierten Signaleinstellung ca. 500 μl Kalibrierpufter erforderlich).
  • – Aufgrund des Spüleffekts der jeweiligen Meß- bzw. Kalibrierlösung in der Fließanordnung werden pH-Verfälschungen durch das vorherige Meßgut ausgeschlossen.
The analytical advantages of the apparatus are clear from the following properties:
  • - The electrode system remains in the same place during measurement and calibration.
  • - The design of the measuring regime (continuous, discontinuous, periodic change between measuring and calibration solutions ...) can easily be automated by controlling solenoid valves or pump systems.
  • - Only small volumes are required for calibration and measurement (approx. 500 μl calibration buffer is required for the defined signal setting in accordance with the dead volumes of the overall system and the response time of the electrode).
  • - Due to the rinsing effect of the respective measuring or calibration solution in the flow arrangement, pH falsifications by the previous sample are excluded.

Die Funktion der Meßanordnung soll nachstehend durch experimentelle Beispiele demonstriert werden:

  • 1. Überprüfung der Richtigkeit und Reproduzierbarkeit der vorgenommenen pH-Messungen
  • 2. Messung realer Proben über längere Zeiträume und Rekalibrierung des Elektrodensystems
The function of the measuring arrangement will be demonstrated below by experimental examples:
  • 1. Checking the correctness and reproducibility of the pH measurements made
  • 2. Measurement of real samples over longer periods and recalibration of the electrode system

zu 1.) Aus Vorratsbehältern wurden NBS-Pufferlösungen mit pH-Werten 7,00 und 4,51 wechselseitig durch Öffnen und Schließen auf die Membranfläche (1) gespült. Zuvor war das eingesetzte Elektrodensystem in konventioneller Weise durch vollständiges Eintauchen der Einstabkette unter Verwendung der oben genannten Pufferlösungen kalibriert worden.to 1.) NBS buffer solutions with pH values of 7.00 and 4.51 were mutually turned from storage containers by opening and closing onto the membrane surface ( 1 ) rinsed. Previously, the electrode system used had been calibrated in a conventional manner by completely immersing the single-rod chain using the buffer solutions mentioned above.

Wie 2 zeigt, werden mit der erfindungsgemäßen Anordnung die pH-Werte der Standardpufferlösungen mit einer Präzision von 0,01 pN-Einheiten reproduzierbar eingestellt.How 2 shows, with the arrangement according to the invention the pH values of the standard buffer solutions are reproducibly adjusted with a precision of 0.01 pN units.

zu 2.) 3 dokumentiert die Funktionsweise der Kalibrierung, Messung und Rekalibrierung des Meßsystems anhand von pH-Messungen in einem technischen Spülbad. Der pH-Wert des Spülbades betrug während der Versuchsdauer konstant 5,23 (mehrfache Kontrolle mit Hilfe eines Referenz-pH-Meßsystems).to 2.) 3 documents the functioning of the calibration, measurement and recalibration of the measuring system using pH measurements in a technical rinsing bath. The pH of the rinsing bath was a constant 5.23 during the test period (multiple checks using a reference pH measuring system).

Dem 1. Meß- u. Kalibrierzyklus in 3 liegen folgende Operationen zugrunde:

  • – Probelösung strömt auf die Membran (85 mV)
  • – Anströmen der Membran mit Puffer pH = 4,51 (124.5mV)
  • – Anströmen der Membran mit Puffer pH = 7,00 (-12 mV)
  • – Probelösung strömt auf die Membran (85 mV)
the 1 , Measuring and Calibration cycle in 3 are based on the following operations:
  • - Sample solution flows onto the membrane ( 85 mV)
  • - flow onto the membrane with buffer pH = 4.51 (124.5mV)
  • - flow onto the membrane with buffer pH = 7.00 (-12 mV)
  • - Sample solution flows onto the membrane ( 85 mV)

Die Parameter der Kalibrierfunktion U = Uconst – S • pH sind aus den beiden Messungen mit Kalibrierpuffern zu bestimmen (Uconst. = 371,6 mV, S = 54,8 mV). Damit ergibt sich für die Probe ein pH-Wert von 5,22.The parameters of the calibration function U = Uconst - S • pH are determined from the two measurements with calibration buffers (Uconst. = 371.6 mV, S = 54.8 mV). This gives the sample a pH of 5.22.

Nach 2 Tagen wurde der oben beschriebene Meßzyklus wiederholt. Wie aus 3 ersichtlich, traten Änderungen der Elektrodenfunktion auf. Die Parameter der Elektrodenfunktion betragen nunmehr Uconst. = 367,3 mV und S = 54,6 mV. Mit dieser durch die Kalibration neu bestimmten Elektrodenfunktion wird für die Probelösung wiederum ein pH-Wert von 5,22 bestimmt.To 2 The measuring cycle described above was repeated for days. How out 3 evident, changes in the electrode function occurred. The parameters of the electrode function are now Uconst. = 367.3 mV and S = 54.6 mV. With this electrode function newly determined by the calibration, a pH value of 5.22 is again determined for the sample solution.

Die angeführten Beispiele belegen die bezüglich der Richtigkeit und Reproduzierbarkeit der pH-Messung zu fordernden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Anordnung.The examples given prove that in terms of the correctness and reproducibility of the pH measurement Properties of the arrangement according to the invention.

Die 1 zeigt eine Prinzipskizze der Meßanordnung zur automatisierten pH-Messung, wobei die Bezugszeichen folgendes bedeuten:The 1 shows a schematic diagram of the measuring arrangement for automated pH measurement, the reference numerals meaning the following:
1 1
pH-sensitive Glasmembran;pH-sensitive Glass membrane;
22
Reservoir des äußeren Bezugssystems;reservoir the external reference system;
33
innere Ableitung;inner derivative;
44
Kapillare zum Anströmen mit Meßlösung (ML);capillary to flow towards with measuring solution (ML);
55
äußere Ableitelektrode;outer lead electrode;
66
Diaphragma; diaphragm;
77
Koaxialkabel;coaxial cable;
88th
Kapillare zum Anströmen mit Pufferlösungen PI und P;capillary to flow towards with buffer solutions PI and P;

Die 2 zeigt ein pH-Wert – Zeit – Diagramm zur Veranschaulichung der Reproduzierbarkeit der Kalibrierung mit NBS-Puffern pH = 7,00 und 4,51The 2 shows a pH value - time diagram to illustrate the reproducibility of the calibration with NBS buffers pH = 7.00 and 4.51

Die 3 zeigt ein Meßkettenspannung – Zeit – Diagramm zur Demonstration der Kalibrierung, Rekalibrierung und Meßwertgewinnung über einen Zeitraum von 48 h.The 3 shows an electrode voltage - time diagram to demonstrate the calibration, recalibration and acquisition of measured values over a period of 48 h.

Claims (5)

Verfahren zur automatisierten pH-Messung und Kalibrierung von als Einstabmeßkette ausgebildeten ionensensitiven Elektroden, insbesondere von Glaselektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die sensitive Membran der ionensensitiven Elektrode im Meßmodus durch eine aus einer ersten Kapillare ausströmenden Meßlösung mit 0,01 ml/min bis 5 ml/min angeströmt wird, ohne dabei in die Meßlösung einzutauchen, das Meßsignal aufgenommen und registriert wird, nach einem durch die Genauigkeitsanforderungen bestimmten Zeitintervall, das zwischen 2 Stunden und 150 Stunden liegt, nacheinander durch weitere Kapillaren mit Kalibriertlüssigkeiten in gleicher Weise wie im Meßmodus angeströmt wird, nach einer Zeit von 1 min bis 2 min die Zufuhr der Kalibrierflüssigkeit gestoppt wird und die pH-Messung durch Anströmen mit Meßlösung fortgesetzt wird.Method for automated pH measurement and calibration of ion-sensitive electrodes designed as single-rod electrodes, in particular glass electrodes, characterized in that the sensitive membrane of the ion-sensitive electrode in the measuring mode by a measuring solution flowing out of a first capillary at 0.01 ml / min to 5 ml / min is flowed without immersing in the measurement solution, the measurement signal is recorded and registered, after a time interval determined by the accuracy requirements, which is between 2 hours and 150 hours, flowed through in succession through further capillaries with calibration liquids in the same way as in the measurement mode, after a time of 1 min to 2 min the supply of the calibration liquid is stopped and the pH measurement is continued by the flow of measuring solution. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintervalle der Kalibrierung durch automatisch gesteuerten Zufluß der Kalibrierlösungen anwendungsbedingt eingestellt werden.Method according to claim 1, characterized in that the time intervals calibration by automatically controlled inflow of calibration solutions depending on the application can be set. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Meß- und Kalibrierlösungen durch Ansteuerung von Magnetventilen und/oder Pumpensystemen vorgenommen wird.Method according to claim 1 and 2, characterized in that the supply from measuring and calibration solutions by controlling solenoid valves and / or pump systems becomes. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für pH-Messungen mit hohen Anforderungen an die Richtigkeit das Elektroden-System sowie die zugeführten Lösungen thermostatiert werden.Method according to claims 1 to 3, characterized in that for pH measurements with high Requirements for the correctness of the electrode system and the supplied solutions are thermostated. Vorrichtung zur automatisierten Kalibrierung von Einstabmeßketten, dadurch gekennzeichnet, daß die sensitive Membran (1) der Einstabmeßkette muldenförmig ausgebildet ist, ein Diaphragma (6) des äußeren Bezugssystems im elektrolytischen Kontakt zur muldenförmig ausgebildeten Membran (1) steht, eine Kapillare oder mehrere Kapillaren (4, 8) gegenüber der sensitiven Membran (1) derart fixiert sind, daß unter Druck ausströmende Flüssigkeit auf die sensitive Membran (1) strömt.Device for the automated calibration of combination electrodes, characterized in that the sensitive membrane ( 1 ) the combination electrode is trough-shaped, a diaphragm ( 6 ) of the external reference system in electrolytic contact with the trough-shaped membrane ( 1 ), one capillary or several capillaries ( 4 . 8th ) compared to the sensitive membrane ( 1 ) are fixed in such a way that liquid flowing out under pressure onto the sensitive membrane ( 1 ) flows.
DE19934312096 1993-04-08 1993-04-08 Process for automated pH measurement and calibration and device for carrying out the process Expired - Fee Related DE4312096B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934312096 DE4312096B4 (en) 1993-04-08 1993-04-08 Process for automated pH measurement and calibration and device for carrying out the process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934312096 DE4312096B4 (en) 1993-04-08 1993-04-08 Process for automated pH measurement and calibration and device for carrying out the process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4312096A1 DE4312096A1 (en) 1994-10-13
DE4312096B4 true DE4312096B4 (en) 2004-02-12

Family

ID=6485400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19934312096 Expired - Fee Related DE4312096B4 (en) 1993-04-08 1993-04-08 Process for automated pH measurement and calibration and device for carrying out the process

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4312096B4 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3556950A (en) * 1966-07-15 1971-01-19 Ibm Method and apparatus for automatic electrochemical analysis
DE2937227C2 (en) * 1979-09-14 1982-09-23 Dipl.Ing. Ulrich Knick Elektronische Meßgeräte GmbH & Co, 1000 Berlin Method for calibrating an electrometric pH measuring device and a device for carrying out the method
DE3120773A1 (en) * 1981-05-25 1982-12-09 Franz-Josef Prof. Dr. 3550 Marburg Haberich Method of cleaning a membrane-type selective matrix in an ion-selective measuring electrode and system for carrying out said method
EP0080680A2 (en) * 1981-11-27 1983-06-08 Sentron v.o.f. Reference electrode catheter
US4490236A (en) * 1982-04-30 1984-12-25 Petty John D Method and means for electrode calibration
DE3546409A1 (en) * 1985-12-31 1987-07-02 Conducta Mess & Regeltech Method and appliance for the automatic calibration of chemical sensors
DE3812108A1 (en) * 1987-05-02 1988-11-17 Knick Elekt Messgeraete Gmbh Device to measure, in particular, the pH value of liquids
DE4207355A1 (en) * 1992-03-04 1993-09-09 Univ Leipzig Reliable in situ calibration of ion-sensitive electrodes - by placing in soln., taking measurement, passing calibrating fluid through, stopping flow and continuing pH measurement

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3556950A (en) * 1966-07-15 1971-01-19 Ibm Method and apparatus for automatic electrochemical analysis
DE2937227C2 (en) * 1979-09-14 1982-09-23 Dipl.Ing. Ulrich Knick Elektronische Meßgeräte GmbH & Co, 1000 Berlin Method for calibrating an electrometric pH measuring device and a device for carrying out the method
DE3120773A1 (en) * 1981-05-25 1982-12-09 Franz-Josef Prof. Dr. 3550 Marburg Haberich Method of cleaning a membrane-type selective matrix in an ion-selective measuring electrode and system for carrying out said method
EP0080680A2 (en) * 1981-11-27 1983-06-08 Sentron v.o.f. Reference electrode catheter
US4490236A (en) * 1982-04-30 1984-12-25 Petty John D Method and means for electrode calibration
DE3546409A1 (en) * 1985-12-31 1987-07-02 Conducta Mess & Regeltech Method and appliance for the automatic calibration of chemical sensors
DE3812108A1 (en) * 1987-05-02 1988-11-17 Knick Elekt Messgeraete Gmbh Device to measure, in particular, the pH value of liquids
DE4207355A1 (en) * 1992-03-04 1993-09-09 Univ Leipzig Reliable in situ calibration of ion-sensitive electrodes - by placing in soln., taking measurement, passing calibrating fluid through, stopping flow and continuing pH measurement

Also Published As

Publication number Publication date
DE4312096A1 (en) 1994-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2554803C2 (en) Electrochemical analysis method and device for carrying out the method
DE2317273C3 (en) Method for the direct potentiometric analysis of a series of liquid samples for a substance of interest
EP0122420A2 (en) Electrode arrangement for the electrochemical analysis of the electrolytic component of a liquid
DE4427725A1 (en) Measuring device for the analysis of fluids
CH626175A5 (en)
DE102011086591A1 (en) Electrochemical half cell, electrochemical sensor and method for measuring at least one property of a measured variable with an electrochemical sensor
DE1199520B (en) Coulometric titration device
DE1915170C3 (en) Method and arrangement for determining the migration speed and / or concentration of zones in electrophoresis
DE2265200C3 (en) Flow cell for electrochemical analysis purposes
DE69419207T2 (en) Device for determining the concentration of various ions in aqueous solutions
DE3100302A1 (en) Electrochemical reference electrode
EP0060533B1 (en) Electrochemical analyser
DE4312096B4 (en) Process for automated pH measurement and calibration and device for carrying out the process
DE102009051169B4 (en) Phosphate electrode, electrode system herewith and their use
DE69412354T2 (en) Process for monitoring the ion concentration in galvanic baths
EP0262582B1 (en) Method for determining the concentration ratio of lithium to sodium ions and apparatus for carrying out this method
DE3411800A1 (en) Reference system with reference electrode for analytical measurement techniques
DE3412023A1 (en) Process and apparatus for the rapid determination of pollutants in waters
DE4207355B4 (en) Method for in-situ calibration of ion-sensitive electrodes, in particular glass electrodes, and device for carrying out the method
DE19901041B4 (en) Device and method for measuring measured quantities in a liquid
DE1598339C2 (en) Coulometric titration device
DE102014119079A1 (en) Reference electrode and electrochemical sensor
DE2900720C2 (en)
DE102017123647A1 (en) Method for calibrating a sensor
DE2508808A1 (en) ARRANGEMENT FOR DETERMINING AND MEASURING SMALL QUANTITIES OF IONIC MATERIAL IN AN ELECTROLYTIC BASE AND ANODIC DESPLATING VOLTAMETRY METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: LEYE, WOLFGANG, DR., 09326 GERINGSWALDE, DE

8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: G01N 27/333

8320 Willingness to grant licenses declared (paragraph 23)
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DR. LEYE GMBH, ANLAGEN- UND ANALYSENTECHNIK, 0, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee