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Reinigung der pH-Elektrode leicht gemacht

Reinigung der pH-Elektrode: So wird es richtig gemacht

| von Julia

Um dauerhaft genaue Messwerte zu erhalten, muss das Equipment beständig gepflegt werden – dazu gehört auch die Reinigung der pH-Elektrode. Worauf bei der Aufbewahrung zu achten ist, welche Arten von Verschmutzungen auftreten können und welche Schritte für die Reinigung und Pflege Ihrer pH-Elektrode ideal sind, erfahren Sie hier.

Die richtige Reinigung der pH-Elektrode beginnt bei der Aufbewahrung

PH-Elektroden stellen empfindliche technische Messgeräte dar, die eine spezielle Reinigung und Aufbewahrung erfordern. Tatsächlich beginnt die Reinigung bereits bei der Lagerung – so kann die Lebensdauer durch eine passende Wartung und Pflege deutlich erhöht werden.

Einstabmessketten und Referenzelektroden besitzen eine Bezugselektrode mit Elektrolytflüssigkeit. Die entsprechenden Flüssigelektrolytelektroden sollten in der gleichen wässrigen Lösung aufbewahrt werden, wobei bei Gelelektroden beispielsweise 3 mol/l KCl-Lösung ideal ist. Glaselektroden erfordern hingegen eine Lagerung in entionisiertem Wasser.

Darüber hinaus lässt sich auch eine Unterscheidung bei der Dauer der Aufbewahrung machen. Diese kann wie folgt eingeteilt werden:

  • Kurzfristige Aufbewahrung: In Leitungswasser (niemals in destilliertem Wasser!) oder direkt in der Aufbewahrungslösung.
  • Mittelfristige Aufbewahrung: Ab mehreren Tagen ist die Aufbewahrung in der Aufbewahrungslösung notwendig.
  • Langfristige Aufbewahrung: Hält die Lagerung mehrere Wochen oder Monate kann, kann ebenfalls eine Trockenlagerung erfolgen.

Obwohl prinzipiell auch eine kurzfristige trockene Lagerung möglich ist, kann die Funktionsfähigkeit der pH-Elektrode maßgeblich beeinträchtigt werden. Vor der nächsten Verwendung muss sie für mehrere Stunden in einer Aufbewahrungs- oder Pufferlösung mit einem pH-Wert von 4 oder 7 gewässert werden. Danach ist ebenfalls eine neuerliche Kalibrierung notwendig.

Reinigungslösungen

Die regelmäßige Wartung und Reinigung der pH-Elektrode erfordert die Verwendung einer Reinigungslösung. Diese arbeitet schonend und gleichzeitig effizient, um das Gerät vor Verunreinigungen zu befreien, ohne dass dabei ein mechanisches Reiben notwendig wäre. Typische Reinigungslösungen lassen sich in Standard-Lösungen für übliche Verwendungszwecke und in spezifische Lösungen einteilen.

Standard-Lösungen für die Reinigung der pH-Elektrode

Standard-Lösungen kommen häufig zum Einsatz und kümmern sich um Verschmutzungen, die regelmäßig an pH-Elektroden zu finden sind. Dazu gehören insbesondere die folgenden Vertreter:

  • Alkalische Tensid- und Polyphosphatlösung, Natriumhypochlorid-Lösung oder Phosphorsäure: Elektrodenspülung, allgemeine Anwendung und Universalreiniger
  • Ethanol, Aceton oder alkalische Tensid- und Polyphosphatlösung: Fette und Öle
  • Pepsin/HCl-Lösung: Proteine
  • HCl oder Natronlauge: Anorganische Substanzen

Spezifische Lösungen für die Reinigung der pH-Elektrode

Etwas spezieller wird es bei Verschmutzungen, die durch bestimmte Anwendungsgebiete entstehen. Auch dabei kann zwischen verschiedenen Reinigungslösungen differenziert werden, die der jeweiligen Aufgabe gewachsen sind. Häufige Beispiele sind etwa die folgenden Verschmutzungen:

  • Ethanol, Aceton oder alkalische Tensid- und Polyphosphatlösung: Fleischfett
  • Ethanol, Aceton, Natriumhypochlorid-Lösung, Pepsin in HCl, Thioharnstoff-Lösung oder HCl: Blutprodukte (weshalb die Lösung desinfizierend sein muss)
  • Natriumhypochlorid-Lösung, Pepsin in HCl, Thioharnstoff-Lösung oder HCl: Bier- und Würzrückstände
  • Natriumhypochlorid-Lösung, Pepsin in HCl, Thioharnstoff-Lösung oder HCl: Milchablagerung und Molkereiprodukte (wie Käse und Joghurt)
  • Alkalische Tensid- und Polyphosphatlösung, Phosphorsäure oder HCl: Erd- und Hummusrückstände
  • Ethanol, Aceton oder alkalische Tensid- und Polyphosphatlösung: Tintenflecken
  • Natriumhypochlorid-Lösung: Bakterien, Algen und Pilze (desinfizierend)

Reinigung der PH-Elektrode in 5 Schritten

Die optimale Reinigung einer pH-Elektrode besteht aus mehreren Schritten. Wichtig ist, dass direkt nach der Verwendung damit begonnen wird, um Schmutzanhaftungen an der Membranoberfläche, dem Diaphragma und im Innenraum direkt zu verhindern. Zur Orientierung dienen die folgenden Schritte:

  1. Spülen: Nach der Messung sollte die Elektrode zuerst mit destilliertem Wasser gespült werden, um oberflächliche Rückstände der Messlösung zu entfernen.
  2. Eintauchen: Danach wird die pH-Elektrode in eine passende Reinigungslösung getaucht, bis das sichtbare Diaphragma sauber erscheint. Wurde das Gerät in albumin- oder sulfithaltigen Lösungen verwendet (beispielsweise in Milch oder Joghurt), muss die Elektrode so lange eingetaucht werden, bis das Diaphragma wieder weiß ist.
  3. Elektrolyt tauschen: Einige Elektroden ermöglichen das Austauschen der internen Elektrolytflüssigkeit. Ist dies möglich, sollte der Austausch an dieser Stelle erfolgen.
  4. Bewässern: Im Anschluss wird die Elektrode für zwei bis drei Stunden in der Aufbewahrungslösung gewässert. Soll sie danach nicht weiterverwendet werden, kann sie in der Lösung verbleiben.
  5. Kalibrieren: In regelmäßigen Abständen oder nach einer längeren Lagerung der pH-Elektrode sollte ebenfalls eine neuerliche Kalibrierung als Reinigungsschritt aufgenommen werden.

Bei der Reinigung der pH-Elektrode sollte auf ein mechanisches Vorgehen (man denke etwa an Lappen oder Bürsten) verzichtet werden, da diese die empfindliche Oberfläche der Elektrode beschädigen könnten. Stattdessen sollten das Eintauch- und Bewässerungsintervall verlängert werden, wenn nach der Reinigung noch Verschmutzungen sichtbar bleiben.

Arten von Anhaftungen und Verschmutzungen

Wie bereits kurz erwähnt, können pH-Elektroden mit einer Vielzahl verschiedener Anhaftungen und Verschmutzungen belastet werden. Dieser Faktor hängt sowohl von der Häufigkeit der Verwendung, der Art der Elektrode als auch von der Messlösung ab. Die folgende Tabelle soll einen kurzen Überblick darüber geben, welche spezifischen Reinigungsmethoden jeweils ideal sind:

Art der Verschmutzung Basis des Reinigungsmittels Reinigungsmethode
Anorganisch Alkalische Tensid- und Polyphosphatlösung, Natriumhypochlorit-Lösung oder Phosphorsäure Für 5 bis 20 Minuten spülen
Organisch Ethanol, Aceton oder Natriumhypochlorit-Lösung Für 5 bis 10 Minuten spülen
Proteine Ethanol, Aceton oder Pepsin in HCl Mit Ethanol und Aceton für 5 bis 10 Minuten spülen; mit Pepsin in HCl für bis zu 30 Minuten spülen
Sulfide Alkalische Tensid- und Polyphosphatlösung, Thioharnstoff-Lösung oder HCl Für 5 bis 30 Minuten spülen
Elektrolytverkrustung Alkalische Tensid- und Polyphosphatlösung Für 5 bis 20 Minuten spülen
KCl-Kristalle Wasser Erwärmen der Elektrode im Wasserbad bei etwa 45°C, bis sich die Kristalle von allein lösen. Danach Austausch der Elektrolytlösung
Verschmutzung innerhalb der Referenzelektrode n. A. Austausch der Elektrolytlösung. Der Reinigungseffekt kann durch eine warme Elektrolytlösung (etwa 45°C) erhöht werden

Tipps für die Pflege und Reinigung der pH-Elektrode

Damit die pH-Elektrode lange haltbar bleibt und kontante Ergebnisse anzeigt, sollten einige wichtige Tipps und Tricks bei der Pflege berücksichtigt werden. Zusammengefasst sehen diese Aspekte wie folgt aus:

Feucht halten

Abgesehen vom Sonderfall einer dauerhaften Trockenlagerung sollten Elektroden immer feucht gehalten werden. Andernfalls entsteht das Risiko, dass sie träge reagieren und nur ungenaue Messwerte anzeigen. Trockene pH-Elektroden müssen vor einer neuerlichen Verwendung in einer Aufbewahrungslösung gewässert werden.

Elektrode niemals abwischen

Darüber hinaus gilt, dass die Reinigung der pH-Elektrode niemals mechanisch, z.B. durch Abwischen, erfolgen soll. Neben möglichen Beschädigungen kann so außerdem eine statische Ladung entstehen, die die pH-Messung stören kann. Für die Reinigung muss daher mit einer passenden Reinigungslösung gespült werden.

Lagerung in einer Aufbewahrungslösung

Die Lagerung in einer Aufbewahrungslösung trägt nicht nur zur Pflege und Wartung des Geräts bei, sondern sorgt auch für eine ständige Einsatzbereitschaft. Würde stattdessen destilliertes Wasser verwendet werden, käme es zu einem Auslaugen der Ionen in der Elektrolytlösung. Das beschleunigt den Alterungsprozess und verringert die Reaktionsfähigkeit der pH-Elektrode.

Regelmäßige Reinigung

Durch eine regelmäßige Reinigung der pH-Elektorde kann sichergestellt werden, dass sich keine sichtbaren und unsichtbaren Ablagerungen an der Glasoberfläche und am Diaphragma der Elektrode befinden. Diese würden die Messung und die Kalibrierung negativ beeinträchtigen. Daher sollte die Reinigung nach obenstehender Vorgehensweise Schritt-für-Schritt durchgeführt werden.

Nachfüllen bzw. Austausch der Elektrolytlösung

Bei jeder Messung muss ein ausreichend hoher Füllstand der Elektrolytlösung vorhanden sein. Ist dies nicht der Fall, wird ein Austausch notwendig. Gleiches gilt auch dann, wenn es zu Verschmutzungen im Elektrolyten gekommen ist. Andernfalls drohen erneut ungenaue Messwerte.

Regelmäßige Kalibrierung

Die Kalibrierung des pH-Messgeräts sorgt für eine möglichst genaue Messung und muss in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden. Üblich ist vor allem eine Zweipunktkalibrierung mit zwei verschiedenen Pufferlösungen.

Zustandskontrolle vor und nach der Verwendung

Mit der Zeit kann es passieren, dass die Glasmembran der Elektrode weniger empfindlich wird oder sogar gar nicht mehr funktioniert. Auch können mechanische Schäden entstehen, sodass sich die Sonde nicht mehr für eine Messung eignet.

Die richtige Reinigung von pH-Elektroden

Um einen akkuraten Messwert zu erhalten, ist eine regelmäßige Reinigung der pH-Elektrode unerlässlich. Dabei spielt die Auswahl einer passenden Reinigungslösung eine zentrale Rolle. Auch bei der Aufbewahrung sollte auf optimale Bedingungen geachtet werden. Andernfalls kann es schnell zu Messfehlern kommen, was natürlich unbedingt vermieden werden sollte.

FAQ

Die Lagerung der pH-Elektrode erfolgt in einer passenden Aufbewahrungslösung. Je nach Dauer der Aufbewahrung kommen aber auch Leitungswasser, KCl-Lösungen und teilweise auch eine Trockenlagerung infrage.

Durch die Lagerung in KCl kann verhindert werden, dass Wasser mithilfe von Osmose in die Elektrode gelangt und dort den Elektrolyt verdünnen kann. Dadurch würde sich das Potential des Referenzelements verändern. Kontaminierungen werden ebenfalls verhindert.

Üblicherweise wird eine pH-Sonde mit einer sogenannten Zweipunktkalibrierung neu eingestellt. Dafür sind zwei Pufferlösungen notwendig, wobei eine über einen pH-Wert von 7 und die andere über einen pH-Wert von 4 oder 10 verfügt. Mit einem Messgerät wird der Spannungsunterschied bestimmt.

Eine pH-Elektrode misst ein elektrisches Potential, das zwischen der Bezugselektrode und der Messlösung entsteht. Daraus kann eine Potentialdifferenz erzeugt werden, die sich linear als pH-Wert abbilden lässt.

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