Sensors for pH Measurement in the Laboratory and in Industrial Processes

Capteurs de pH

Mesures de pH optimales en laboratoire ou en ligne

Un capteur de pH détermine l'alcalinité ou l'acidité d'une solution. METTLER TOLEDO propose une large gamme de capteurs de pH pour diverses industries, telles que l'industrie pharmaceutique, chimique, alimentaire et des boissons, l'énergie et les semi-conducteurs, ainsi que pour le traitement de l'eau. Que vous ayez besoin d'un capteur de pH en laboratoire ou pour une utilisation en ligne, nos capteurs sont adaptés et répondront à toutes les exigences de votre application.

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FAQs

Qu'est-ce qu'un capteur de pH ?

Un capteur de pH, également appelé sonde ou électrode, est un outil important qui permet à un utilisateur de déterminer l'alcalinité ou l'acidité d'une solution. La membrane en verre située à son extrémité est sensible aux ions H+. En outre, un grand nombre de nos capteurs de pH offrent aussi une mesure du redox.

Comment fonctionne un capteur de pH ?

L'extérieur de la membrane de verre forme une couche de gel lorsqu'elle rencontre une solution aqueuse. Une couche de gel similaire est également formée sur la face interne de la membrane de verre, puisque le capteur est rempli d'une solution électrolytique aqueuse. Les ions H+ situés à l'intérieur et autour de la couche de gel peuvent soit diffuser dans cette couche ou en sortir, en fonction de la valeur du pH. Ainsi, la concentration en ions H+ de la solution est mesurée. Si la solution est alcaline, les ions H+ diffusent hors de la couche et une charge négative est établie sur le côté extérieur de la membrane. Comme l'électrode de verre possède un tampon interne avec une valeur de pH constante, le potentiel sur la surface interne de la membrane reste constant pendant la mesure. Le potentiel du capteur de pH est donc la différence entre la charge interne et externe de la membrane.

Pourquoi un capteur de référence est-il nécessaire lors de la mesure du pH à l'aide d'un capteur de pH ?

Le but du capteur de référence est de fournir un potentiel de référence stable défini par rapport auquel le potentiel du capteur de pH sera mesuré. Pour ce faire, le capteur de référence doit être constitué d'un verre insensible aux ions H+ de la solution. Il doit également être ouvert à l'environnement de l'échantillon dans lequel il est plongé. Pour y parvenir, une ouverture ou une jonction est pratiquée dans l'axe du capteur de référence à travers laquelle la solution interne ou l'électrolyte de référence peut s'écouler dans l'échantillon. Le capteur de référence et le capteur de pH (demi-cellule) doivent être dans la même solution pour que les mesures soient correctes.

Quel capteur de référence est utilisé pour mesurer le pH ?

Il existe plusieurs systèmes de référence. Il s'agit notamment des systèmes argent/chlorure d'argent, iode/iodure et mercure/calomel, ainsi que de certaines autres adaptations. Cependant, le système argent/chlorure d'argent est presque toujours utilisé dans les mesures modernes de pH. Le potentiel de ce système de référence est défini par l'électrolyte de référence et l'élément de référence argent/chlorure d'argent. Il est important que l'électrolyte de référence ait une concentration élevée en ions, ce qui entraîne une faible résistance électrique.

Que sont les capteurs de pH combinés ?

Dans les capteurs combinés, le capteur de pH (capteur en verre) et le capteur de référence sont conçus sous la forme de deux tubes/chambres concentriques. L'électrode de pH enveloppe l'électrode de référence ; elles sont interconnectées l'une à l'autre par une jonction en céramique. Ces deux électrodes, bien que combinées, fonctionnent séparément. La seule différence est la facilité de manipulation d'un seul capteur, au lieu de deux.

On peut également loger un capteur de température dans le même corps que les éléments de pH et de référence. Cela permet d'effectuer des mesures compensées par la température. De telles électrodes sont appelées électrodes 3 en 1.

Comment stocker correctement un capteur de pH ?

Tous les manuels d'utilisation fournissent les informations nécessaires sur le stockage à court et long terme des capteurs de pH.

  • Toujours : Dans un électrolyte de référence pour le stockage à court et à long terme. Cela permet une utilisation immédiate du capteur de pH en cas de besoin, et assure un temps de réponse court.
  • Parfois : Dans un tampon de pH 4 et 7 entre deux mesures pour maintenir la membrane hydratée.
  • Jamais : Utiliser de l'eau désionisée car cela appauvrirait l'électrolyte de référence riche en ions. De même, ne stockez pas l'électrode à sec, car cela endommagerait la membrane, entraînant un temps de réponse plus long du capteur de pH. Lorsqu'ils sont stockés à sec pendant de longues périodes, les capteurs de pH doivent être réactivés par trempage pendant plusieurs heures avant d'être installés afin d'obtenir des résultats de mesure optimaux. Si ces mesures ne sont pas suffisantes, le capteur peut être rendu fonctionnel en le traitant avec une solution de réactivation spéciale suivie d'un conditionnement ultérieur dans l'électrolyte de référence.
     

Quelle est la durée de vie normale d'un capteur de pH ?

Lorsqu'on utilise et stocke un capteur de pH selon les recommandations, la durée de vie attendue est de 1 à 3 ans. Cependant, un certain nombre de facteurs peuvent diminuer la durée de vie d'un capteur de pH. L'un d'eux est son utilisation pour mesurer des échantillons chauds ou très alcalins. D'autres facteurs peuvent être des dommages mécaniques résultant d'un stockage incorrect. De même, si la solution de stockage est désséchée ou fuit en raison d'un stockage à des températures élevées, du gel ou d'autres causes, la durée de vie de la sonde peut être réduite de manière significative.

Comment puis-je détecter quand un capteur de pH doit être remplacé ?

La pente et le décalage de l'étalonnage sont de bons indicateurs de la qualité pour un capteur de pH. Lorsque ces valeurs dépassent certaines limites, l'électrode de pH peut être considérée comme usée. Les limites inférieures et supérieures pour la courbe sont de 85% et 105% et pour la pente -35 mV et 35 mV. En outre, veuillez noter qu'un signal instable ou un temps de réponse très long dans la solution d'étalonnage du pH indique une détérioration avancée d'un capteur de pH. Ces phénomènes sont souvent associés à des pentes et à des décalages irréguliers.

 

Certains de nos capteurs numériques en ligne proposent également des diagnostics prédictifs qui indiquent le moment où un capteur doit être remplacé.