Die Entwicklung von neuen Methoden für etablierte Messmittel für die online Messung ist eine erprobte und erfolgreiche Vorgehensweise von SEIBOLD Wasser. Die online Messung mit Elektroden bietet eine Reihe von Vorteilen(1) gegenüber anderen Methoden. Die Vorteile der automatisierten online Messung sind die Wiederholgenauigkeit und Reproduzierbarkeit(2).
Die Vorteile der Elektrode in online Messungen
- Elektroden-basierte Messungen sind preiswert und decken einen sehr großen Messbereich ab.
- Elektroden sind sehr robust and haltbar und darum ideal für unbeobachtete online Messungen.
- Störende Einflüsse durch Ionen oder pH-Wert können durch spezielle Methoden und geeignete Reagenzien verringert werden.
- Elektroden sind unempfindlich gegenüber Trübung und Farbe der Probe.
- Elektroden messen in einem großen Temperaturfenster; typischer Weise von 0°C to 80°C.
Die Nachteile der Elektrode in online Messungen
- Da die Elektrode ein logarithmisches Profil [Steigung = ΔmA / ln(Δconc)] hat, ist die Auflösung im hohen Messbereich sehr gering und damit vergleichsweise ungenau.
- Die Grenze unterer Messwert (LOD) liegt im Bereich von 0.1 mg/L.
- Empfindlich gegenüber Störstoffen und eingeschränkte Möglichkeiten zur Verhinderung dieser. In vielen speziellen Anwendungen konnten jedoch Reagenzien zur Komplexierung der Störstoffe und auch Methoden wie die Standard-Addition diesen Nachteil erfolgreich beheben.
Grundlagen der Elektrode
Die Elektrode besteht aus einer selektiven Membran und einer Elektrodenhalterung. Sobald die Membran mit einer Lösung in Kontakt kommt, in der die zu messenden Ionen vorhanden sind, entsteht ein elektrisches Potential. Dieses Potential ist proportional zur Ionenkonzentration und wird gegen ein konstantes Referenzpotential in mV gemessen. Diese Berechnung wird in der Nerst-Gleichung beschrieben:
E = gemessenes Potential der Elektrode
Eo = Referenzpotential (konstant)
A = Ionen Konzentration in der Lösung
S = Steigung der Elektrode
Die Idee
Messung des Elektroden Signals während Probe in die Messkammer gefüllt wird. Die Messkammer ist am Beginn der Messung mit einem Standard einer bekannten Konzentration gefüllt und wird kontinuierlich durch die Probe getauscht. Füllphase (Flush IN phase). Danach wird die mit Probe gefüllte Messkammer wieder mit einem Standard einer bekannten Konzentration gefüllt. Leerphase (Flush OUT phase).
Die Resultate der Neuen Methode für hochpräzise Elektrodenmessungen
- Die Grenze unterer Messwert ist weit unter 0.05 mg/L, Messungen im µ sind möglich.
- Optimale Auflösung in allen Messbereichen.
- Beste Auflösung im hohen Messbereich durch Verdünnungseffekte.
- Weniger Stress für die Elektrode und höhere Standzeiten der Elektrode.
- Geringerer Einfluss von Störionen durch die Verdünnung.
- Höherer Betriebssicherheit und Genauigkeit, da Füll- und Leerphase zur Berechnung der Konzentration herangezogen werden.
Diese Neue Methode für hochpräzise Elektrodenmessungen verringert den Fehler der Messung auf unter 2%!
(1) Weiterführende Information zum Technologievergleich. Über die Messung mit Elektroden und ISE.
(2) Natural Resources Management and Environment Department on Quality of Analytical Procedures.