Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie


Tipp des Monats Juni 2022 (Tipp-Nr. 300)


Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.


Pflege von pH-Metern – eine Checkliste

Uwe Lüttgens

Säuren und Laugen. Sie gehören zu jedem Chemieunterricht dazu. Dabei geht es immer auch um die pH-Werte von sauren und alkalischen Lösungen. Und um Indikatoren, deren Farbe sich ändert, je nachdem, wie sauer oder basisch eine Lösung ist. Will man den pH-Wert jedoch genau bestimmen, dann kommen pH-Meter ins Spiel - empfindliche Messgeräte, die sich in jeder Chemiesammlung befinden sollten. Sie werden benötigt, wenn Titrationskurven aufgenommen werden, z.B. zur Klärung der Frage, ob eine sehr starke oder eher schwache Säure in einer Lösung vorliegt. Anhand solcher Kurven können auch die verschiedenen Protolysestufen von mehrprotonigen Säuren analysiert werden. Dies klappt nur, wenn das pH-Meter sicher funktioniert und ordentlich kalibriert wurde.

Bild 1: In gut sortierten Chemiesammlungen finden sich pH-Meter. Aber wie werden sie richtig gepflegt und aufbewahrt?
(Foto: Lüttgens)

In diesem Tipp wird die richtige Pflege kurz und knapp besprochen. Denn: Stellt man erst kurz vor oder während einer Chemiestunde fest, dass die Messung nicht gelingt, weil die pH-Meter nicht ordnungsgemäß gelagert und gepflegt wurden, oder einfach nur vergessen wurde, batteriebetriebene Geräte nach dem letzten Gebrauch auszuschalten, dann ist der Ärger vorprogrammiert.

Bild 2: Diese Glasmembran sieht gut aus – sie ist feucht und sauber.
(Foto: Lüttgens)

Eine kleine Checkliste soll helfen, wichtige Schritte zur Prüfung vorhandener pH-Meter rechtzeitig vor dem Einsatz im Unterricht zu beachten.


Checkliste zur Reinigung und Pflege

Bild 3: Die Funktionstüchtigkeit eines pH-Meters sollte vor dem Einsatz durch Kalibrierung geprüft werden. Stellt sich nach kurzer Zeit kein stabiler Messwert ein, kann anhand der Checkliste vorgegangen werden.
(Foto: Lüttgens)


Vor dem Gebrauch

  • Elektrische Funktionsprüfung bei pH-Metern mit eingebauter Batterie
  • Sichtprüfung auf Austrocknung oder Verschmutzung der pH-Elektrode
  • Spülen der pH-Elektrode mit entionisiertem oder destilliertem Wasser
  • Kalibrieren des pH-Meters → Ein- oder Zweipunktkalibrierung durchführen (Dazu wird es einen gesonderten Tipp geben)


Bei ausgetrockneter pH-Elektrode

  • Wässerung der Membranoberfläche → mindestens 24 Stunden in Kaliumchlorid-Lösung (c = 3 mol/L) tauchen und anschließend mit entionisiertem oder destilliertem Wasser spülen
  • Prüfung der Funktionstüchtigkeit durch Kalibrierung


Bei verschmutztem Diaphragma

  • pH-Elektrode für 10 Minuten in Salzsäure (c = 0,1 mol/L) tauchen
  • Erneute Sichtprüfung und ggf. Temperatur auf bis zu maximal 50° C erhöhen - eventuell auch konzentriertere Salzsäure (c = 1 mol/L) verwenden
  • Bei organischen Anhaftungen → pH-Elektrode mit Ethanol oder Aceton spülen
  • Bei proteinhaltigen Ablagerungen → pH-Elektrode nach Zugabe von 1% Pepsin (Spaltung der Proteine) in eine salzsaure Lösung (c = 0,1 mol/l) für 1 Stunde tauchen
  • Wenn alles nichts hilft → Austausch der pH-Elektrode oder des pH-Meters


Nach dem Gebrauch

  • Nach jeder Messung → sofortiges Reinigen der pH-Elektrode mit entionisiertem oder destilliertem Wasser
  • Bei pH-Metern mit eingebauter Batterie → pH-Meter ausschalten
  • Wässerungskäppchen mit Kaliumchlorid-Lösung (2,25 g KCl / 10 ml H2O entsprechen c = 3 mol/L) befüllen und über die pH-Elektrode stülpen
  • Lagerung → pH-Meter aufrecht lagern und pH-Elektrode vor dem Austrocknen schützen

Bild 4: Nach dem Gebrauch des pH-Meters und der Reinigung der Elektrode muss das Wässerungskäppchen mit Kaliumchlorid-Lösung befüllt werden, bevor es über die Elektrode gestülpt wird. So wird verhindert, dass das Diaphragma austrocknet.
(Foto: Lüttgens)

Bild 5: Ausgeschaltet und mit einem Wässerungskäppchen abgedichtet können pH-Meter aufrecht gelagert werden.
(Foto: Lüttgens)

Übrigens: Zu Glaselektroden, die in pH-Metern meist als Einstabmesskette eingesetzt werden, finden sich in einem Tipp des Monats detaillierte Informationen über den Aufbau und die genaue Funktion. Auch in manchem Schulbuch für die Oberstufe finden sich Hinweise zu pH-Metern [z.B. 1].

Wer sich für Titrationen ohne pH-Meter interessiert, der findet hier einen Tipp.

Eine bewährte Low-Cost-Apparatur zur Titration findet sich ebenfalls auf unseren Seiten.

In diesem Tipp wird die Kalibrierung von pH-Metern genauer vorgestellt.


Literatur:
[1] FOKUS Chemie SII, Cornelsen Verlag, Berlin 2018, S. 131


Weitere Tipps des Monats

Diese Seite ist Teil eines großen Webseitenangebots mit weiteren Texten und Experimentiervorschriften auf Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie.
Letzte Überarbeitung: 9. Juni 2022, Fritz Franzke