Étalonnage du pH
Le pH n'est pas mesuré directement : une électrode de verre produit une tension proportionnelle au pH, et un jeu de tampons fixe la pente et le décalage. Des tampons frais, la température et une électrode propre font l'essentiel de l'exactitude.
Instruments et exactitude typique
| Instrument | Étendue typique | Exactitude typique | Où il est utilisé |
|---|---|---|---|
| Électrode combinée en verre avec pH-mètre | 0 to 14 pH | ±0,01 à ±0,02 pH après étalonnage | Travail en laboratoire |
| Capteur et transmetteur de pH de procédé | 0 to 14 pH | ±0.05 to ±0.1 pH | Traitement de l'eau, agroalimentaire, usines chimiques |
| Capteur ISFET | 0 to 14 pH | ±0.05 to ±0.1 pH | Usage robuste sur le terrain et en agroalimentaire |
| Électrode de référence et potentiomètre | pH 1 to 13 | ±0.003 to ±0.01 pH | Laboratoires d'étalons |
| Papier ou bandelette indicatrice | 0 to 14 pH | ±0.5 to ±1 pH | Dépistage rapide |
La résolution du pH-mètre (0,001 à 0,01 pH) est plus fine que l'exactitude réelle. Les chiffres d'exactitude sont des ordres de grandeur pour comparer les instruments. Utilisez toujours la spécification de l'instrument que vous avez sous les yeux.
Pente idéale de l'électrode selon la température
| Température | Pente (mV par pH) |
|---|---|
| 0 °C | 54.20 |
| 10 °C | 56.18 |
| 20 °C | 58.17 |
| 25 °C | 59.16 |
| 30 °C | 60.15 |
| 37 °C | 61.54 |
| 50 °C | 64.12 |
Pente de Nernst 2,303 R T / F. Les électrodes réelles en atteignent 95 à 100 % à l'état neuf.
Étalons de référence et traçabilité
- Tampons primaires. Tampons normalisés NIST et IUPAC : hydrogénophtalate de potassium 4,005, phosphate 6,865, borax 9,180 à 25 °C, avec tétraoxalate 1,679, carbonate 10,012 et hydroxyde de calcium 12,45 pour les extrémités de l'échelle.
- Tampons techniques. Tampons commerciaux à 4,01, 7,00 et 10,01 (25 °C) avec certificat, raccordés aux tampons primaires.
- Méthode. Les recommandations de l'IUPAC, l'ASTM D1293 et l'ISO 10523 décrivent la mesure dans l'eau.
- Système qualité. ISO/IEC 17025, portée indiquant le pH avec l'étendue et l'incertitude.
Comment on l'étalonne
Procédure type
- Utiliser des tampons frais à la même température que l'échantillon, et ne jamais les reverser dans le flacon.
- Rincer l'électrode à l'eau déminéralisée et la tamponner pour la sécher (sans frotter).
- Étalonner avec deux ou trois tampons encadrant le pH de l'échantillon, en commençant par 7.
- Attendre une lecture stable (critère de dérive) et agiter à vitesse constante.
- Lire la pente et le décalage : pente de 95 à 105 % et décalage dans environ ±30 mV sont des limites courantes.
- Contrôler avec un troisième tampon ou un étalon de contrôle et consigner le résultat.
Là où ça se passe mal
- Tampons vieux ou contaminés. Les tampons alcalins absorbent le CO₂ de l'air et dérivent.
- Verre sec ou vieilli. Un bulbe qui a séché répond lentement et avec une pente plus faible.
- Jonction colmatée. Une jonction de référence bouchée provoque bruit et dérive.
- Température. La pente comme le pH de l'échantillon varient avec la température.
- Échantillons de faible force ionique. L'eau pure donne des lectures de pH instables.
Ce qui entre dans le bilan d'incertitude
- Incertitude de la valeur du tampon et sa dépendance à la température.
- Dérive de l'électrode, temps de réponse et potentiel de jonction.
- Mesure de température et compensation.
- Agitation, transfert d'un échantillon à l'autre et effets de l'échantillon.
- Résolution et répétabilité du pH-mètre.
Combinez les contributions comme dans le calculateur de bilan d'incertitude, puis décidez conforme ou non conforme avec une bande de garde comme expliqué sur la page des calculateurs.
Calculateurs
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