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El electrodo combinado de ph

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Academic year: 2021

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T

Sistema ContATC

PARTES ESENCIALES

Cable

Los electrodos que se proponen en este catálogo son todos de cable fijo, ya que respecto a los clásicos de cabezal roscable presentan las siguientes ventajas: - La sustitución de un electrodo garantiza la sustitución del cable que acostumbra a

estar “fatigado” por el uso.

- El coste del electrodo es inferior al de los equivalentes con cabezal roscable S7.

Cuerpo

Normalmente es de vidrio. Sin embargo, para casos donde la aplicación lo requiere, se fabrican electrodos con el cuerpo de plástico, e incluso de acero inoxidable. Así ganan en robustez.

Elemento de referencia

Consiste en una “célula” capaz de suministrar un potencial (mV) estable. Existen diferentes tipos:

Alambre de plata (Ag)

Recubierto galvánicamente de AgCl, es el elemento típico de los electrodos de bajo coste.

Alambre de plata “enfundado”

Consiste en un alambre de plata recubierto de AgCl, protegido por un tubo. Así el elemento de referencia queda “lejos” de las posibles alteraciones que se produzcan en el electrolito. Cristales de AgCl encapsulados, cartridge

El hilo de plata entra en contacto con una porción de cristales de Ag/AgCl, dentro de un tubo de vidrio. Es el sistema de mayor esta-bilidad y duración.

Cartridge con barrera a iones Ag+

En algunos electrodos el tubo con cristales de Ag/AgCl se prolonga para albergar una sustancia química que actúa de barrera a iones plata. Así se evita la contaminación del dia-fragma por la formación y precipitación del AgCl y Ag2S.

Electrolito de referencia

Disolución salina muy concentrada en la cual está sumergido el elemento de referencia. Se presenta en 3 estados: líquido, gel o sólido (polímero).

Electrolito gel. Se utiliza en electrodos “irrellenables”, denominados también “de bajo mantenimiento”. La mayoría son geles glicerados. Electrolito sólido. Se utiliza también en electrodos “irrellenables”. Están constituidos por un polímero conductor.

Electrolitos líquidos.Para electrodos rellenables. Existen distintos tipos:

CRISOLYT A, KCl 3M saturado de AgCl. Utilizado en electrodos con elemento de referencia de alambre de Ag / AgCl.

CRISOLYT, KCl 3M. Para electrodos con elemento de referencia de cristales de AgCl encapsulados.

CRISOLYT G, KCl + Glicerina. Para electrodos con elemento de refe-rencia de cristales de AgCl encapsulados que miden en muestras con alto contenido en proteínas, parcialmente orgánicas, con aceites o a bajas temperaturas.

LiCl 1M en Etanol. Para titraciones en medios no acuosos.

Diafragma

Es el punto de unión entre el electrolito y la muestra. Es la parte crítica del electrodo, influyendo directamente en el tiempo de vida del mismo.

En el mercado pueden encontrarse una gran variedad de diafragmas según el fabri-cante, la aplicación, la calidad del electrodo y su precio.

En este catálogo se presentan electrodos con diafragma cerámico, de PTFE poroso, esmerilado y abierto.

El diafragma cerámico, es una placa de cerámica porosa químicamente inerte. Es el diafragma clásico. Permite un pequeño flujo de electrolito hacia la muestra. Anillo de PTFE, consiste en un gran anillo de PTFE poroso a través del cual se efectúa el contacto entre elec-trolito y muestra. Con él se garantiza una gran superficie de contacto, sin alterar prácticamente la conductividad de la muestra. Ello se debe al escaso flujo de electrolito que proporcionan estos electrodos gracias a su electrolito gelificado.

El diafragma esmerilado consiste en un orificio en el cuerpo del electrodo semi-cerrado por un anillo de PTFE, que puede desplazarse para su limpieza. Sus caracterís-ticas principales son el flujo constante de electrolito y que nunca se obturan. Tiene como limitación las tempera-turas superiores a 60ºC.

Abierto, que en realidad debería llamarse “sin dia-fragma”. Hay contacto directo entre muestra y elec-trolito. No existe flujo de elecelec-trolito. Sólo se emplea en electrodos con electrolito sólido.

Existen dos tipos:

- orificio lateral, en el cuerpo del electrodo.

- orificio circular. Ranura anular entre el cuerpo central, electrodo indicador, y el electrodo de referencia. Facilita un excelente contacto con la muestra.

La membrana de vidrio

De su composición dependen características tales como la sensibilidad, la resistencia química, térmica y mecánica del electrodo o la escala de medida.

Existen vidrios específicos para medir pH en presencia de HF, vidrios para muy bajas o muy altas temperaturas, etc. La forma de la membrana puede ser cilíndrica, esférica, plana, en punta, micro...

La calidad de la membrana influye en la respuesta del electrodo.

Sensor de temperatura (

T

)

Los nuevos electrodos CRISON, en su versión T, incorporan un sensor de temperatura, tipo Pt 1000 clase B, en el interior de la membrana. Así pH y temperatura se miden exactamente en el mismo punto. Es la manera más adecuada de medir pH, según recomendaciones GLP e ISO.

Sistema “ContATC”, patentado. (ver esquema)

En los modelos de laboratorio de alta gama el sensor Pt 1000 está en contacto directo con la membrana e inmerso en silicona termo-conductora. Así un electrodo de pH con sistema ContATC puede ser utilizado también como sonda de temperatura de precisión.

(2)

En los electrodos para portátil, el protector se rosca directamente en el mango del electrodo.

A B

Escala de pH

La escala de pH de un electrodo viene definida por sus características tanto de composición de la membrana como del sistema de referencia.

La mayoría de electrodos CRISON cubre la escala de pH 0 a 14. Los electrodos con electrolito sólido no resisten pH inferiores a 2. Escala de temperatura

En los electrodos CRISON de laboratorio se señala la escala de temperatura en la cual responden correctamente. Puntualmente pueden trabajar a temperaturas ligera-mente superiores a las indicadas, pero nunca de una forma continua. Si habitual-mente se trabaja a una temperatura elevada, por ejemplo a 80ºC, es aconsejable utilizar un electrodo que resista hasta 100ºC ya que su duración será muy superior. El binomio pH-temperatura

Los efectos de la temperatura en la medida de pH son: ... sobre el electrodo

La pendiente del electrodo varía con la temperatura de forma conocida, según la ley de Nernst.

Los pH-metros compensan automáticamente este efecto, con la llamada Compensación Automática de la Temperatura. Para ello, el instrumento debe ser informado de la tempe-ratura de la muestra:

Uʜ˜iVÌ>˜`œÊ>Ê«‡“iÌÀœÊ՘ÊÃi˜ÃœÀÊ`iÊÌi“«iÀ>ÌÕÀ>]Ê>`i“?ÃÊ`iÊiiVÌÀœ`œ°Ê UÊ1̈ˆâ>˜`œÊ Õ˜Ê iiVÌÀœ`œÊ Vœ˜Ê Ãi˜ÃœÀÊ `iÊ Ìi“«iÀ>ÌÕÀ>Ê ˆ˜VœÀ«œÀ>`œ]Ê VÕÞ>Ê Ûi˜Ì>>Ê

principal es que facilita la manipulación. Con un solo sensor y un solo cable se trans-miten al instrumento las dos señales, pH y temperatura.

UʘÌÀœ`ÕVˆi˜`œÊ >Ê Ìi“«iÀ>ÌÕÀ>Ê “>˜Õ>“i˜ÌiÊ “i`ˆ>˜ÌiÊ iÊ ÌiV>`œÊ `iÊ ˆ˜ÃÌÀÕ -mento. Hay aplicaciones donde no se requiere la medida de la temperatura, bien porque ésta es constante o bien porque se acepta una tolerancia amplia en el valor de pH, etc.

... sobre las disoluciones tampón

Cada disolución tiene un comportamiento específico frente a la temperatura. Los pH-metros CRISON tienen memorizada la tabla de valores de pH de las disolu-ciones tampón a distintas temperaturas, para poder realizar una correcta calibración a cualquier temperatura.

... sobre una determinada muestra

Cada producto varía de un modo distinto su pH con la temperatura y por lo tanto el instrumento no puede compensar esta variación. De ahí la necesidad de expresar siempre juntos los valores de pH y temperatura a la cual ha sido realizada la medida.

En condiciones normales de trabajo, un pH-metro con compensación automática de temperatura permite calibrar a temperatura ambiente y medir a temperatura dife-rente. Sin embargo si la precisión requerida es muy elevada, es necesario calibrar y medir a la misma temperatura o bien debe determinarse el punto de isopotencial del electrodo utilizado.

Isopotencial, pHiso (isopH)

Potencial (mV), de un electrodo de pH, que no se altera por el efecto de la tempera-tura. Es el punto en que se cruzan las diferentes rectas de calibración a diferentes temperaturas. Normalmente se acepta que este valor corresponde a pH 7. Sin embargo, en la realidad, este valor es ligeramente diferente. Con los nuevos pH-metros GLP+ de CRISON se puede ajustar el pHiso al comportamiento de cada electrodo en particular.

Volumen mínimo de muestra

Dependerá de la forma del recipiente y del electrodo utilizado. Cuando la cantidad de muestra es muy pequeña es recomendable efectuar la medición en un tubo de ensayo y / o utilizar un electrodo “micro”.

Profundidad de inmersión del electrodo

Para poder medir es imprescindible sumergir el electrodo hasta cubrir como mínimo el diafragma (fig A).

Si la temperatura de las muestras es distinta del ambiente, es necesario sumergir el electrodo hasta cubrir no sólo el sensor de temperatura sino también el elemento de referencia. Así se obtienen lecturas rápidas y precisas (fig B).

Conservación

Los electrodos deben conservarse en su protector de almacenamiento con el elec-trolito correspondiente. Esto es muy fácil utilizando el “protector de almacena-miento” CRISON.

El “protector de almacenamiento” CRISON tiene tres importantes ventajas respecto a los clásicos “capuchones”:

- la extracción del protector CRISON se ve facilitada por la rosca.

- una junta tórica cierra herméticamente y evita la fuga de electrolito (cristalización blanca). - evita generar sobrepresiones sobre el diafragma del

electrodo, que en algunos casos facilitarían una rápida obturación del mismo.

Duración de un electrodo

La “esperanza de vida” media de un electrodo de pH es de alrededor de 1 año, periodo que varía en función de la calidad del electrodo y de su uso: según número de medidas diarias, la medición en los extremos de escala de pH y temperatura y, sobre todo, del mante-nimiento que se le dispense.

Si la duración es excesivamente corta, consúltenos; ¡puede que no esté utilizando el electrodo adecuado! Los electrodos sometidos a altas temperaturas y / o medios muy alcalinos tienen una duración inferior. Para evitar roturas accidentales de los electrodos con cuerpo de vidrio, es muy útil el “protector de trabajo”.

El “protector de trabajo” CRISON, fabricado en polipropileno, se rosca al electrodo y lo protege de posibles golpes durante su utilización. Calidad-precio

La fiabilidad de una medición está directamente relacionada con la calidad del electrodo utilizado. CRISON le propone electrodos de la máxima calidad ya que la experiencia nos confirma que a medio y largo plazo son más rentables. Garantía

Los electrodos CRISON están garantizados por un período de 6 meses. La garantía cubre únicamente defectos de fabricación.

(3)

Según sector

Aplicación

portátil

laboratorio Comentarios

Aguas En general 50 50 50 10 / 50 14

De baja conductividad 50 52 50 21 Electrodos con gran contacto entre electrolito y muestra.

Residuales 50 51 50 11 Estos electrodos tienen un diafragma muy difícil de contaminar.

Agricultura Aguas de riego 50 50 50 10

Suelos 50 50 50 14

Suelos con pocas sales 50 52 50 21

Alimentación Bebidas refrescantes 50 52 50 14 Los electrodos recomendados para alimentación requieren un electrolito especial, CRISOLYT G, debido a que este tipo de muestra normalmente tiene un elevado contenido en proteínas. En algunos casos además es nece-saria la utilización de un electrodo con diafragma de difícil obturación. En general todos estos electrodos deben ser regenerados periódicamente con disolución limpia-electrodos con pepsina.

Para las medidas de punción son adecuados electrodos con membrana puntiforme.

Cacao y derivados 50 51 50 11

Carnes, jamón, embutidos 50 53 *

Cervezas 50 52 50 14

Frutas y vegetales 50 53 *

Leche 50 51 50 11 / 50 15

Mantequilla, yoghourt y helados 50 51 50 11 / 50 15

Quesos 50 53 *

Masas de pan 50 53 *

Vinos, mostos y vinagres 50 51 50 11 / 50 21

Zumos y conservas vegetales 50 51 50 11

Salmuera 50 50 / 50 51 50 11 / 50 14

Biología y Farmacia

Agar * 50 27 / 50 15 50 27 medidas en superficie. 50 15, muestras semi-líquidas.

Pequeño volumen de muestra * 50 28 / 50 29

Colorantes Colorantes y tintas 50 52 50 21 Requiere limpieza inmediata del electrodo tras la medida. 50 52 50 15 Para temperaturas variables o altas use el 50 15.

Cosméticos Cremas 50 51 50 11 / 50 21 Normalmente se trata de muestras viscosas o con iones que pueden reaccionar con el ion Ag+. Son adecuados electrodos con electrolito exento de Ag+ y dia-fragma difícil de obturar.

Geles, emulsiones y jabones 50 51 50 11 / 50 21

Piel * 50 27

Curtidos Piel * 50 27 Es necesario un electrodo con membrana plana.

Baños de tratamiento 50 51 50 11 Utilice un electrodo con diafragma de difícil obturación.

Educación Uso de estudiantes 50 50 50 10 / 50 14

Fotografía Baños 50 52 50 14

Galvánica Baños 50 50/50 52 50 14

Papel Papel, cartón y fibras. * 50 27 Es necesario un electrodo con membrana plana.

Pasta de papel 50 51 50 11

Lejías negras 50 52 50 21

Pinturas Pinturas, barnices, emulsiones 50 52 50 21 Requiere limpieza inmediata del electrodo tras la medida.

Resinas Naturales (latex, etc) y sintéticas * 50 21 Se utilizan electrodos con diafragma esmerilado.

Textil Tejidos y estampados * 50 27 Es necesario un electrodo con membrana plana.

Tintes y colorantes 50 52 50 21 Electrodos con un diafragma difícil de obturar.

Universidad Investigación * 50 15

Muestras de elevada alcalinidad * 50 15

Detergentes, Jabones 50 52 50 21

Fluorhídrico. Soluciones con... * 50 26 El HF ataca el vidrio, no superar el límite de concentración.

Geles de electroforesis * 50 27 Adecuado un electrodo de superficie, con membrana plana.

Proteínas. Soluciones con... 50 52 50 11 / 50 15 Aplicación que requiere CRISOLYT G como electrolito.

Sulfuros. Soluciones con... * 50 14

50 15

Deben utilizarse electrodos con electrolito exento de Ag+. Las referencias con barrera a iones plata son las mejores.

Superficies planas, rugosas,… * 50 27 Poner una gota de agua destilada entre muestra y electrodo.

Tampones. Preparación de disoluciones… 50 50 50 14 Los que tienen en su composición TRIS precisan un electrodo con un

dia-fragma de gran contacto.

TRIS 50 52 50 21

Temperaturas superiores a 80 ˚C 50 52 50 15

Temperaturas bajas, hasta -10 ˚C * 50 14

Valoraciones ácido-base en medios acuosos * 50 14 Escoger el electrodo según el tipo de muestra. Para medios no acuosos es

imprescindible un electrolito no acuoso.

Valoraciones ácido-base en alimentos * 50 21 / 50 11

Valoraciones ácido-base en medios no acuosos * 50 21 (LiCl)

* Consultar gama de electrodos con cabezal roscable.

(4)

Código del electrodo

50 50

50 50 T

50 51

50 51 T

Escala de medida 0…14 pH 2…14 pH

Temperatura de trabajo (ºC) 0…80 ˚C 0…80 ˚C

Elemento de referencia alambre de Ag alambre de Ag enfundado

Diafragma cerámico abierto circular

Electrolito gel sólido

Material del cuerpo interior vidrio / exterior policarbonato (PC) vidrio

a=85 Ø 12 1 m T T Elemento referencia alambre Elemento referencia alambre Elemento referencia alambre Diafragma cerámico Diafragma cerámico Diafragma cerámico T Sensor temperatura Elemento referencia enfundado Elemento referencia enfundado Electrolito gel (irrellenable) Electrolito gel (irrellenable) Electrolito gel (irrellenable) Alambre de platino Electrolito gel (irrellenable) Electrodos de titanio Diafragma PTFE poroso Vaina acero inox. Diafragma cerámico Diafragma abierto Electrolito polímero Electrolito polímero Diafragma anular abierto Protector de trabajo

Electrodos para el portátil CRISON PH 25

Universales

50 50

50 50 T

Electrodo de pH Low Cost.

Su cuerpo de plástico protege la membrana frente a golpes.

Aplicaciones

Medida en muestras acuosas en general. Limitaciones

Soluciones de muy baja conductividad, sucias o viscosas.

Productos con coloides o sólidos en suspensión. Muestras conteniendo sulfuros, azúcares reductores u otras sustancias que reaccionen con el ion plata. Temperaturas superiores a los 80ºC.

Disolventes.

Con diafragma abierto

50 51

50 51 T

De nuestra relación con expertos en la medida de pH surgió la idea de desarrollar un electrodo que resis-tiera las difíciles condiciones de trabajo a que se ven sometidos algunos sensores. Se desarrolló un elec-trodo específico con resultados excelentes. Los 50 51 son la versión para portátil de este electrodo. Aplicaciones

Leche, zumos,... productos alimenticios en general. Aguas residuales “muy sucias”.

Limitaciones

Muestras con valores de pH inferiores a 2. Agua destilada. Temperaturas superiores a los 80ºC.

Se suministran con “protector de trabajo” en polipropi-leno para evitar roturas accidentales del electrodo. Son electrodos de cable fijo con conector de plástico,

MP-5, de contactos dorados y estanqueidad IP 67. Son ergonómicos y robustos, pensados para la medida en campo. Pueden sujetarse adecuadamente sin que el cable “sufra”.

Son electrodos de bajo mantenimiento.

En el interior de la membrana se utiliza un gel para evitar la formación de burbujas de aire.

Cada modelo tiene su versión con sensor de tempera-tura incorporado = T.

Detalles:

50 50 50 51 50 52 50 53 50 55 50 59

Especificaciones

(5)

50 52

50 52 T

50 53

50 53 T

50 55

50 59

0…14 pH 2…14 pH ± 2000 mV 0…14 pH, 5…30000 μS/cm

0…100 ˚C 0…60 ˚C 0…80 ˚C 0…80 ˚C

alambre de Ag enfundado cartridge alambre de Ag alambre de Ag

anular de PTFE poroso 1 cerámico + 1abierto 1 cerámico 1 cerámico

gel sólido gel gel

vidrio interior vidrio / exterior acero inoxidable 316 vidrio / PC vidrio / titanio / PC

Ø 5 Ø 6 15 35 T T T

Multisensor

,

exclusivo para

MM 40.

Protector de trabajo

Para muestras difíciles

50 52

50 52 T

Son electrodos con un gran diafragma anular de PTFE poroso que facilita un óptimo contacto entre electrolito y muestra.

Aplicaciones

Medida en muestras “difíciles”, cremas, muestras sucias, viscosas, etc.

Medida a altas temperaturas, hasta 100 ˚C. Especialmente recomendado para medir en agua destilada.

Se suministran con “protector de trabajo” en polipro-pileno para evitar roturas accidentales del electrodo.

De penetración, en inoxidable

50 53

50 53 T

Son los electrodos de penetración más robustos.

Los únicos del mercado: U Con vaina de acero inoxidable

U Que pueden medir con la membrana hacia arriba. U Con sensor de temperatura incorporado, 50 53 T.

Basta una sola punción para medir pH y tempera-tura y compensar su efecto sobre la medida de pH. Aplicaciones

Para medidas en semisólidos en general: quesos, carnes, pescados, frutas, masas panarias, etc. Este electrodo, evidentemente, puede ser utilizado además para medir en muestras acuosas.

Limitaciones Valores inferiores a pH 2. Temperaturas superiores a los 60ºC.

Para medidas redox

50 55

Un electrodo de platino para medir potenciales de óxido reducción (P.O.R.) en muestras acuosas. Aplicaciones

Depuradoras químicas, baños galvánicos, etc. Limitaciones

Temperaturas superiores a los 80ºC.

MULTISENSOR PARA MM 40

50 59

Desarrollado para medir con el portátil CRISON MM 40. Consta de un electrodo de pH, una célula de conducti-vidad y un sensor de temperatura en un solo cuerpo. Aplicaciones

Agricultura: aguas de riego, cultivos hidropónicos, etc. Industria: aguas de procesos, torres de refrigeración, etc. Educación: laboratorios de prácticas en escuelas. Limitaciones

Referencias

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