Es ist oft sehr wichtig, den pH-Wert des Wassers zu kennen, das Sie im Labor verwenden, um sicherzustellen, dass der pH-Wert der Lösungen, die Sie verwenden, im optimalen Bereich für Ihre Experimente liegt.

Die sorgfältige Kontrolle des pH-Werts ist in vielen Bereichen der Laborarbeit wichtig, von enzymatischen Assays, chemischen Reaktionen und analytischen Analysen bis hin zur Herstellung von Puffern, Lösungen und Zellkulturmedien; in jedem Fall kann die Aufrechterhaltung eines stabilen und reproduzierbaren pH-Werts für genaue Ergebnisse entscheidend sein.

Wenn Sie sich jedoch daran machen, den pH-Wert Ihres reinen Wassers zu bestimmen, werden Sie feststellen, dass dies tatsächlich komplexer ist, als Sie vielleicht zunächst erwartet haben.

Keine „Verunreinigungen“, kein pH-Wert?

Ok, die obige Überschrift stimmt nicht ganz… Der pH-Wert ist ein Maß für den Säure- oder Alkaligehalt, der durch den Dissoziationszustand zahlreicher Moleküle bestimmt wird. Aufgrund der Beschaffenheit von Reinstwasser kann man den pH-Wert nicht einfach mit einer allgemeinen Laborelektrode bestimmen, die Ionen im Wasser aufspürt, um den pH-Wert zu ermitteln. Reines Wasser enthält eine geringe und instabile Menge an Ionen, was die Ablesung mit einer Elektrode unzuverlässig macht – nur ein Teil pro Milliarde (ppb) H+ oder 150 ppb CO2 reichen aus, um den pH-Wert zu verändern.

Eine wirklich empfindliche Lösung! Der pH-Wert von Reinstwasser wird leicht durch CO2 in der Luft beeinflusst, das in die Lösung diffundiert. Spuren von Säuren oder Basen im Probenahmebehälter wirken sich ebenfalls aus, ebenso wie Verunreinigungen in den pH-Elektrodenpuffern selbst. Die Bestimmung des pH-Werts von Reinstwasser ist daher in der Praxis nicht aussagekräftig. Um dieses Problem zu umgehen, brauchen wir einen Ersatz für die Messung des pH-Wertes.

Die indirekte Lösung

Die Tatsache, dass reines Wasser so geringe Mengen an Ionen enthält, ist eigentlich die Antwort auf dieses Problem. Leitfähigkeit und spezifischer Widerstand sind Messgrößen für den Elektronenfluss durch die Flüssigkeit, und beide lassen sich direkt mit der Konzentration der Ionen in der Lösung in Beziehung setzen. Wenn der pH-Wert über 7,0 hinausgeht, nimmt der spezifische Widerstand (der Kehrwert der Leitfähigkeit) ab (siehe unten), so dass wir den pH-Bereich der Lösung vorhersagen können.

Bei einem spezifischen Widerstand von 18,2 MΩ.cm wissen wir, dass Wasser einen pH-Wert von 7,0 hat. Dieses Wissen kann verwendet werden, um den pH-Bereich bei einem beliebigen Widerstandswert abzuschätzen, z. B. muss eine Lösung mit einem Widerstand von 5 MΩ.cm einen pH-Wert im Bereich von 6,3-7,8 haben.

Wie man korrekte pH-Messwerte erhält

Die Verwendung herkömmlicher pH-Sonden oder Lackmus/PH-Testpapiere liefert keine zuverlässigen Ergebnisse bei der Beurteilung des wahren pH-Werts von hochreinem Wasser. Die Verwendung eines alternativen Maßes wie des spezifischen Widerstandes überwindet dieses Problem: Reinstwasser mit einem spezifischen Widerstand von 18,2 MΩ.cm bietet eine zuverlässige Möglichkeit, um sicherzustellen, dass der pH-Wert des Wassers sehr nahe bei 7,0 liegt. Das bedeutet, dass Sie den pH-Wert Ihres Wassers bestimmen können, ohne eine Kontamination zu riskieren oder ungenaue Ergebnisse bei der Verwendung herkömmlicher Elektroden zu erhalten.