Het is vaak erg belangrijk om de pH van het water dat u in het laboratorium gebruikt te kennen, om ervoor te zorgen dat de pH van de oplossingen die u gebruikt binnen het optimale bereik voor uw experimenten liggen.

Het zorgvuldig beheersen van de pH is belangrijk bij een groot aantal laboratoriumwerkzaamheden, van enzymatische assays, chemische reacties en analytische analyses tot het maken van buffers, oplossingen en celkweekmedia; in elk geval kan het handhaven van een stabiele en reproduceerbare pH van vitaal belang zijn voor nauwkeurige resultaten.

Wanneer u echter de pH van uw zuiver water gaat bepalen, kunt u erachter komen dat dit eigenlijk complexer is dan u op het eerste gezicht zou verwachten.

Geen ‘verontreinigingen’, geen pH?

Ok, de titel hierboven is niet helemaal waar… pH is een maat voor zuurgraad of alkaliteit, bepaald door de staat van dissociatie van talrijke moleculen. Juist vanwege de aard van ultrapuur water kun je de pH niet eenvoudig beoordelen met een algemene lab-elektrode, die ionen in het water detecteert om de pH te bepalen. Zuiver water bevat een laag en onstabiel niveau van ionen, waardoor de aflezing met een elektrode onbetrouwbaar is – slechts één deel per miljard (ppb) H+ of 150 ppb CO2 is alles wat nodig is om de pH te verschuiven.

Een gevoelige oplossing inderdaad! De pH van ultrapuur water zal gemakkelijk worden beïnvloed door CO2 aanwezig in de lucht die in de oplossing diffundeert. Eventuele sporen van zuur of base in uw monsterpot zullen ook een effect hebben, evenals eventuele verontreiniging in de pH-elektrode ijkbuffers zelf. Als zodanig geeft het bepalen van de pH van ultrapuur water geen echt praktisch inzicht. Om dit probleem te omzeilen, hebben we een vervanger nodig voor het meten van pH.

De indirecte oplossing

Het feit dat zuiver water zo’n laag gehalte aan ionen bevat, is eigenlijk het antwoord op dit probleem. Het geleidingsvermogen en de weerstand zijn maatstaven voor de stroom van elektronen door de vloeistof, en beide kunnen direct worden gecorreleerd aan de concentratie van ionen in de oplossing. Naarmate de pH voorbij 7,0 komt, neemt de weerstand (de reciproke van de geleidbaarheid) af (zie hieronder), zodat we het pH-bereik van de oplossing kunnen voorspellen.

Bij een weerstand van 18,2 MΩ.cm weten we dat water een pH van 7,0 heeft. Deze kennis kan worden gebruikt om het pH-bereik te schatten bij elke weerstandswaarde, bijvoorbeeld, een oplossing met een weerstandsvermogen van 5 MΩ.cm moet een pH hebben in het bereik van 6,3-7,8.

Hoe juiste pH-metingen te krijgen

Het gebruik van conventionele pH-sondes of lakmoes/pH-testpapiertjes geeft geen betrouwbare resultaten bij het beoordelen van de ware pH van zeer zuiver water. Het gebruik van een alternatieve meting zoals weerstandsvermogen ondervangt dit inherente probleem: ultrapuur water met een weerstandsvermogen van 18,2 MΩ.cm biedt een betrouwbare manier om er zeker van te zijn dat het water zeer dicht bij pH 7.0 ligt. Dit betekent dat u de pH van uw water kunt bepalen, zonder het risico van verontreiniging of onnauwkeurige resultaten door het gebruik van traditionele elektroden.