Články - obsah článku

Článek   Komentáře   Seznam článků   |<   <<   >>   >|  
Měření pH v akvaristice
Martin Šátek
(na AKVARKO.cz vyšlo 23.3.2009)
část 1/5 - [1] [2] [3] [4] [5] 
Potřeba stanovení hodnoty pH se v akvaristice vyskytuje stále častěji, většinou v souvislosti s dávkováním CO2. Zde bych zmínil dostupné metody měření pH, jejich výhody a nevýhody. Dále podmínky správného měření pH a reálné dosažení požadované přesnosti. Na závěr jsem připravil přehled některých dostupných pH metrů, indikátorových i elektronických, jejich popis a srovnání. V článku se zaměřuji pouze na výrobky používané v akvaristice.

Metody stanovení hodnoty pH

Metod pro stanovení pH je několik druhů. Každá se vyznačuje některými výhodami a nevýhodami. Stanovit pH můžeme:

Indikátorovými papírky

pomocí acidobazických indikátorů, což jsou organické látky měnící zabarvení v závislosti na pH prostředí. U papírků se využívá změny jeho zabarvení a následném porovnáním barvy s předtištěnou barevnou škálou určujeme pH. Papírky se vyrábí napuštěním roztoku indikátoru a jeho následném vysušení.

Výhody
Velice snadné použití – papírek se namočí do vody a po předepsané době se porovná barva se stupnicí.
Kombinace více měření – výrobci doplňují měřící plastový proužek i papírky měřící tvrdost, dusičnany a jiné parametry vody.
Velmi snadný transport – papírek se opravdu těžko rozbije

Nevýhody
Malá přesnost – běžně +/- 0.5pH u papírků s užším rozsahem je možné dosáhnout vyšší přesnosti asi kolem +/- 0.3pH.
Nejistota měření – u papírku nemáme možnost kalibrace tedy ověření jeho správnosti měření. Z tohoto důvodu není vhodné používat papírky po skončení jejich životnosti.

Podmínky
Nutnost skladování v suchu – originální obal

Kapkovými indikátory

Princip je stejný jako u papírků, liší se však postup měření. Do odebraného vzorku vody dodáme (nakapeme) indikátor a porovnáme barvu vzorku s natištěnou barevnou kalibrační škálou. V porovnání s papírky mají kapkové indikátory mnohem lepší opakovatelnost měření a při úzkém měřícím rozsahu (např. 6.0 – 7.6) i vyšší přesnost.

Výhody
Snadné použití – Odebereme vzorek vody, přidáme indikátor a po předepsané době se porovná barva se stupnicí.
Snadný transport – Indikátory se většinou dodávají v plastových lahvičkách a jejich přemístění není problematické. Je však třeba pamatovat na nízké teploty – možnost zamrznutí.

Nevýhody
Malá přesnost – běžně +/- 0.5pH až +/- 0.1pH. Záleží na výrobku a jeho celkovém měřeném rozsahu. Při zabarvení měřeného roztoku (vody), různými výluhy, nebo i léčivy je měření nesnadné až nemožné.
Nejistota měření – stejně jako u papírků se neprovádí žádná kalibrace.

Elektronickými pH metry

Měření je založené na elektrochemickém principu. V dnešní době je to nejpoužívanější měření pH vůbec. Princip měření je velice jednoduchý. Používá se kombinace dvou elektrochemických článků, kdy potenciál jedno článku je referenční (stabilní) a druhý potenciál je závislý od pH. Tyto články se ve většině případů umísťují do elektrod společně, tzv. kombinované elektrody. Při ponoření elektrody do roztoku (vody) se na jejich svorkách objeví napětí odpovídající kyselosti roztoku. Pokud je roztok neutrální je napětí nulové, při kyselém roztoku je napětí kladné při zásaditém záporné. Měřící přístroj změří napětí pH sondy a podle kalibračních údajů a teploty vypočítá a zobrazí aktuální pH. Úskalí při měření zmíním později.


pH elektroda
Nebudu zde rozebírat rozmanité konstrukce elektrod určených pro speciální účely, zaměřím se pouze na sondy používané v akvaristice. Tam se většinou používají kombinované elektrody. Každý výrobce má svoji konstrukci pH sondy a vzhledem se může velice lišit typ od typu. Vzhled však nevypovídá nic o kvalitě sondy a jejích vlastnostech.

Symbolické schéma pH elektrody



Popis pH elektrody
Elektroda se skládá z několika základních částí. Elektrodou (většinou jejím středem) prochází svodná elektroda, která zasahuje do nejspodnější části elektrody. Tato spodní část kulového tvaru je zhotovena z speciálního sodno-vápenatého skla a je naplněna tlumivým roztokem. Okolo uzavřené svodné elektrody se nachází referenční elektroda. Referenční elektroda je vyplněna roztokem KCl, který je v kontaktu s diafragmou. Ta se nachází hned nad kulovou spodní částí elektrody. Diafragma je velmi důležitou a kritickou částí referenční elektrody. Ve většině případů diafragma obsahuje porézní keramickou ucpávku vloženou do skleněné stěny (porézní keramická diafragma). Při provozu, působením vody, dochází k hydrolýze skleněné membrány a k vzájemné výměně sodíkových iontů ze skla za vodíkové ionty z roztoku.

Běžné konstrukce pH sond



Konstrukční odlišnosti pH sond
Sondy obsahují stejné části, ale někdy se mohou konstrukčně velice lišit. Tvar měřící části může být kulovitý s průměrem cca od 5mm do 10mm, půlkulatý nebo různě vypouklý. Ze sondy nemusí znatelně vyčnívat, často je chráněna přečnívajícím obalem sondy. Diafragma může být tvořena celistvým kroužkem nebo keramickým prvkem ve stěně sondy což jsou nejběžnější provedení. Používají se také například tenké platinové drátky zatavené do skla, tenké kapiláry a jiné speciality. Provedení referenční elektrody může být skoro neznatelné ve formě tyčinky, až po omotaný drátek někdy působící „zmuchlaně“, což by v nás nemělo vyvolávat pocit vadné nebo nekvalitní sondy. Vnitřní náplň elektrolytu KCl je možné u některých sond doplňovat. K tomuto účelu slouží otvor v horní části sondy, který bývá zaslepen třeba převlečenou gumovou hadičkou. Některé sondy mají místo otvoru trubičku, na kterou se napojí externí zásobník s elektrolytem. Vyšší hladina elektrolytu vytvoří tlak v sondě a diafragma mnohem lépe odolává zanesení při trvalém ponoření.

Zacházení s pH sondou
Elektroda je jako celek velice citlivá na hrubé zacházení a to jak mechanické tak „chemické“. Mechanické poškození poznáme snadno, jinak poškozenou sondu spolehlivě rozezná pouze kvalitní pH metr.
Důležitými částmi sondy jsou spodní kulová část a diafragma. Kulová část je z velmi tenkého skla a proto je nutné zacházet se sondou opatrně.

Sondu nepoužíváme k míchání roztoků, mechanicky ji nenamáháme, a pokud není bezpodmínečně nutné ani mechanicky nečistíme. Na běžné čištění se používají přípravky k tomu určené, nebo se používají slabé kyseliny.

Sondu nesmíme nechat vyschnout. Často dojde k nevratnému poškození případně k velkému snížení citlivosti a životnosti.

Sondu nepřechováváme v destilované vodě. Dlouhodobé uskladnění v destilované vodě, má za následek vyplavování elektrolytu a zrychlené stárnutí sondy.

Poškození pH sondy
Kromě zmiňovaného mechanického poškození ještě může vytéct referenční elektrolyt KCl, zvláště u sond které jej umožňují doplňovat. Vizuálně nezjistitelné poškození způsobí vyschnutí sondy, nebo tzv. „otrávení“ sondy. „Otrávení“ může nastat při pronikání měřeného roztoku do referenční elektrody během měření. Diafragma poskytuje záměrnou netěsnost roztoku elektrolytu, který pak uniká do měřeného média a zároveň zabraňuje neomezenému mísení obou roztoků uvnitř referenční elektrody.

Ceny a životnost pH sond
Cena pH sondy se pohybuje ve velkém rozpětí (od několika set do několika tisíc). Důležité je, uvědomit si, že pH sonda stárne trvale i pokud ji nepoužíváme. Životnost pH sond se pohybuje při dobré péči i přes 1 rok. Neplatí však, že kvalitní a drahá sonda určená pro velice znečištěné a agresivní vody vydrží v akváriu 10let. Sondu tedy nevybíráme hlavně podle ceny, ale spíše pro to co je určená. Potom se budeme pohybovat v menším cenovém rozpětí, co se týká sond určených pro běžné vody a v beztlakovém provedení.
část 1/5 - [1] [2] [3] [4] [5] 
 
Seznam všech komentářů najdete na záložce:  Komentáře
Posledních 10 komentářů k článku:
Harryzn  (id: 8739 ) 5.4.2009 (18:08)
Skvělý článek. Jednou za čas by nebyly k zahození takové recenze prodávaných testů, nebo akvaristických pomůcek :)
Horác  (id: 2547   400 litrů pro krevetky  
 kategorie velká akvária, objem 465 litrů 
 Prezentace je ARCHIVOVÁNA  ) 7.4.2009 (19:33)
Koukám, že Jelciny už jsou opraveny. Musím říct ... pokud šlo o překlep, tak byl opravdu půvabný :o) ...
Mišan  (neregistrovaný návštěvník) 19.4.2009 (12:18)
Článek je jistě na vysoké úrovni, ne však každého ve škole zaujala chemie, dnes ovšem potřebuji měřit kyselost vody a nemohu se dobrat zdroje, kde bych za přijatelnou cenu zakoupil indigátorové papírky. Poraďte prosím
Technik  (id: 3376   Rostlinné akvárium PT444  
 kategorie velká akvária, objem 440 litrů 
 Prezentace je ARCHIVOVÁNA 
 nebyla aktualizována déle jak půl roku!  ITS firemní a bezobslužné  
 kategorie velká akvária, objem 500 litrů 
 Prezentace je ARCHIVOVÁNA 
 nebyla aktualizována déle jak půl roku!  Život pro drobečky  
 kategorie malá akvária, objem 20 litrů 
 Prezentace je ARCHIVOVÁNA 
 nebyla aktualizována déle jak půl roku!  ) 20.4.2009 (15:42)
RE Mišan
Pokud Vám stačí rozsah, a nejedná se o dlouhodobou záležitost co koupit obyč akvaristické. Sice dražší, ale bez starosti. Jinak o prodeji papírků pouze na pH nevím, nikdy jsem nepotřeboval. Můžete zkusit dát dotaz na http://www.analyzator.cz/index.html.
Harryzn  (id: 8739 ) 11.1.2010 (20:01)
http://www.aquapage.cz/Chemie.php?detail=34
Má někdo zkušenost s tímto testem? Vypadá zajímavě, za cenu +- 360,- by mohl vydržet celkem dlouho, zdá se.
Technik  (id: 3376   Rostlinné akvárium PT444  
 kategorie velká akvária, objem 440 litrů 
 Prezentace je ARCHIVOVÁNA 
 nebyla aktualizována déle jak půl roku!  ITS firemní a bezobslužné  
 kategorie velká akvária, objem 500 litrů 
 Prezentace je ARCHIVOVÁNA 
 nebyla aktualizována déle jak půl roku!  Život pro drobečky  
 kategorie malá akvária, objem 20 litrů 
 Prezentace je ARCHIVOVÁNA 
 nebyla aktualizována déle jak půl roku!  ) 11.1.2010 (21:15)
Test je OK, měří orientačně pH a tomu odpovídá změna barvy. Na zjištění zda dávkování CO2 funguje je dobrý, změnu ukáže dobře.
Hary XXX  (neregistrovaný návštěvník) 12.1.2010 (7:58)
Diky za odpoved. Jak moc orientacne? :) A musi se ten reagent menit pri kazde vymene vody? Kdyz menim 2x tydne 10%.....
Harryzn  (id: 8739 ) 12.1.2010 (17:50)
Tak jsem do něj investoval. Stupnice vypadá dobře, odstupňovaná po 0,2, barvičky vypadají taky dobře odstupňované.
maikiss  (id: 14557 ) 3.11.2013 (15:26)
ahojte zháním kontakt meil na Martin Šátek nemáte někdo dííky
potřebuju radu zkušeného
miki XXX  (neregistrovaný návštěvník) 17.2.2015 (13:54)
supr článek
prosím poradíte mi, zda.li existuje podobný článek s tématikou měření
celkové tvrdosti vody, děkuji
Vložit nový příspěvek do diskuze
Článek   Komentáře   Seznam článků   |<   <<   >>   >|