Lasielektrodi

Lasielektrodi on ionisidonnainen elektrodi, jota käytetään yleisimmin pH-arvon mittaamiseen vesiliuoksissa. Sen toiminta perustuu lasipinnan, joka on herkkä vetyionien (H+) aktiivisuudelle, ja sisäisen viiteelektrodiopin välillä muodostuvaan potentiaalieroon. Liuoksen vetyionikonsentraatio määrittää lasin pinnan pintapotentiaalin, ja tämän potentiaalin muutos mittaa liuoksen pH-arvon. Yleensä lasielektrodi toimii yhdessä viite-elektrodioppiin sijoitetun sähköjohtimen kanssa, ja mittauslaitteistossa käytetään standardin Nernstin lain mukaista riippuvuutta: pH:n muutos noin 59 mV per pH-yksikkö pH:n ollessa 25 °C.

Rakenne ja tyypit. Pyhän lasipallin (lasikalvon) kärki muodostaa hanan, jonka päällä on viite-elektrodi. Yleensä käytetään yhdistettyä lasielektrodiä, jossa lasipään sisällä on viitereikä ja elektrodi; vastineena on elektrolyyttikammio, joka voi olla täytetty esimerkiksi KCl:lla. On olemassa myös erillisiä laseilla varustettuja elektrodityyppejä, joissa viite ja ladattava elektrodi ovat erillään. Lasi on kestävä ja biokäytössä yleistynyt, mutta se on herkkä mekaaniselle vaurioille sekä pH- sekä ionivaihteluille.

Käyttö ja huolto. Ennen mittausta elektrodi kastellaan ja kalibroidaan standardin buffer-liuosten avulla (esim. pH 4, 7, 10). Kalibrointi määrittää offsetin ja kulman (slope) sekä mahdollisen polynomin kalibrointiketjun. Mittamuutoksia seurataan lämpötilan mukaan, sillä lämpötilan vaikutus on suurempi kuin 25 °C, joten lämpötilakompensaatiota käytetään. Säännöllinen huuhtelu, puhdistus ja asianmukainen säilytys (yleensä säilytykseen tarkoitettu KCl-liuos) pidentää lasielektrodin käyttöikää.

Sovellukset ja rajoitteet. Lasielektrodit ovat ensisijaisia pH-mittauksissa laboratoriossa, teollisuudessa, puhdas- ja elintarviketeollisuudessa sekä ympäristöanalytiikassa. Ne voivat kärsiä hitaasta driftistä, glasipinnan vanhenemisesta ja alttiudesta kemiallisille vaikutuksille, kuten kovalle tai epäpuhtaalle liuokselle. Lisävarusteina käytetään usein kaksinkertaisia järjestelmiä ja lämpötilansäätöä, jotta mittaustarkkuus pysyy korkeana.