pH-metresimesuradors de conductivitatsón instruments analítics àmpliament utilitzats en la investigació científica, la monitorització ambiental i els processos de producció industrial. El seu funcionament precís i la seva verificació metrològica depenen en gran mesura de les solucions de referència emprades. El valor del pH i la conductivitat elèctrica d'aquestes solucions es veuen significativament influenciats per les variacions de temperatura. A mesura que canvia la temperatura, ambdós paràmetres presenten respostes diferents, que poden afectar la precisió de la mesura. Durant la verificació metrològica, s'ha observat que l'ús inadequat de compensadors de temperatura en aquests instruments condueix a desviacions substancials en els resultats de la mesura. A més, alguns usuaris malinterpreten els principis subjacents de la compensació de temperatura o no reconeixen les diferències entre els mesuradors de pH i de conductivitat, la qual cosa resulta en una aplicació incorrecta i dades poc fiables. Per tant, una comprensió clara dels principis i les distincions entre els mecanismes de compensació de temperatura d'aquests dos instruments és essencial per garantir la precisió de la mesura.
I. Principis i funcions dels compensadors de temperatura
1. Compensació de temperatura en pH-metres
En el calibratge i l'aplicació pràctica dels pH-metres, sovint es produeixen mesures inexactes a causa d'un ús inadequat del compensador de temperatura. La funció principal del compensador de temperatura del pH-metre és ajustar el coeficient de resposta de l'elèctrode segons l'equació de Nernst, permetent una determinació precisa del pH de la solució a la temperatura actual.
La diferència de potencial (en mV) generada pel sistema d'elèctrodes de mesura roman constant independentment de la temperatura; tanmateix, la sensibilitat de la resposta del pH, és a dir, el canvi de voltatge per unitat de pH, varia amb la temperatura. L'equació de Nernst defineix aquesta relació, indicant que el pendent teòric de la resposta de l'elèctrode augmenta amb l'augment de la temperatura. Quan s'activa el compensador de temperatura, l'instrument ajusta el factor de conversió en conseqüència, garantint que el valor del pH mostrat correspongui a la temperatura real de la solució. Sense una compensació de temperatura adequada, el pH mesurat reflectiria la temperatura calibrada en lloc de la temperatura de la mostra, cosa que provocaria errors. Per tant, la compensació de temperatura permet mesures fiables del pH en diferents condicions tèrmiques.
2. Compensació de temperatura en conductímetres
La conductivitat elèctrica depèn del grau d'ionització dels electròlits i de la mobilitat dels ions en solució, ambdós dependents de la temperatura. A mesura que augmenta la temperatura, augmenta la mobilitat iònica, donant lloc a valors de conductivitat més alts; per contra, les temperatures més baixes redueixen la conductivitat. A causa d'aquesta forta dependència, la comparació directa de les mesures de conductivitat preses a diferents temperatures no té sentit sense estandardització.
Per garantir la comparabilitat, les lectures de conductivitat normalment es refereixen a una temperatura estàndard, generalment 25 °C. Si el compensador de temperatura està desactivat, l'instrument informa de la conductivitat a la temperatura real de la solució. En aquests casos, s'ha d'aplicar una correcció manual mitjançant un coeficient de temperatura (β) adequat per convertir el resultat a la temperatura de referència. Tanmateix, quan el compensador de temperatura està habilitat, l'instrument realitza automàticament aquesta conversió basant-se en un coeficient de temperatura predefinit o ajustable per l'usuari. Això permet comparacions consistents entre mostres i dóna suport al compliment dels estàndards de control específics de la indústria. Donada la seva importància, els conductímetres moderns inclouen gairebé universalment la funcionalitat de compensació de temperatura, i els procediments de verificació metrològica haurien d'incloure l'avaluació d'aquesta característica.
II. Consideracions operacionals per a mesuradors de pH i conductivitat amb compensació de temperatura
1. Pautes per a l'ús de compensadors de temperatura de pH-metre
Com que el senyal mV mesurat no varia amb la temperatura, la funció del compensador de temperatura és modificar el pendent (coeficient de conversió K) de la resposta de l'elèctrode per adaptar-se a la temperatura actual. Per tant, és fonamental assegurar-se que la temperatura de les solucions tampó utilitzades durant la calibració coincideixi amb la de la mostra que es mesura, o que s'apliqui una compensació de temperatura precisa. Si no es fa això, es poden produir errors sistemàtics, sobretot quan es mesuren mostres lluny de la temperatura de calibratge.
2. Pautes per a l'ús de compensadors de temperatura per a conductímetres
El coeficient de correcció de temperatura (β) juga un paper crucial en la conversió de la conductivitat mesurada a la temperatura de referència. Diferents solucions presenten valors β diferents; per exemple, les aigües naturals solen tenir una β d'aproximadament 2,0–2,5 %/°C, mentre que els àcids o bases forts poden diferir significativament. Els instruments amb coeficients de correcció fixos (per exemple, 2,0 %/°C) poden introduir errors en mesurar solucions no estàndard. Per a aplicacions d'alta precisió, si el coeficient integrat no es pot ajustar perquè coincideixi amb la β real de la solució, es recomana desactivar la funció de compensació de temperatura. En comptes d'això, mesureu la temperatura de la solució amb precisió i realitzeu la correcció manualment, o manteniu la mostra exactament a 25 °C durant la mesura per eliminar la necessitat de compensació.
III. Mètodes de diagnòstic ràpid per identificar avaries en compensadors de temperatura
1. Mètode de comprovació ràpida per a compensadors de temperatura de pH-metre
Primer, calibreu el pH-metre utilitzant dues solucions tampó estàndard per establir el pendent correcte. A continuació, mesureu una tercera solució estàndard certificada en condicions compensades (amb la compensació de temperatura habilitada). Compareu la lectura obtinguda amb el valor de pH esperat a la temperatura real de la solució, tal com s'especifica al "Reglament de verificació per a pH-metres". Si la desviació supera l'error màxim permès per a la classe de precisió de l'instrument, és possible que el compensador de temperatura no funcioni correctament i requereixi una inspecció professional.
2. Mètode de comprovació ràpida per a compensadors de temperatura de conductivitat
Mesureu la conductivitat i la temperatura d'una solució estable utilitzant el conductímetre amb la compensació de temperatura habilitada. Registreu el valor de conductivitat compensada que es mostra. Posteriorment, desactiveu el compensador de temperatura i registreu la conductivitat bruta a la temperatura real. Utilitzant el coeficient de temperatura conegut de la solució, calculeu la conductivitat esperada a la temperatura de referència (25 °C). Compareu el valor calculat amb la lectura compensada de l'instrument. Una discrepància significativa indica un possible error en l'algoritme o sensor de compensació de temperatura, que requereix una verificació addicional per part d'un laboratori de metrologia certificat.
En conclusió, les funcions de compensació de temperatura en els pH-metres i els conductímetres tenen finalitats fonamentalment diferents. En els pH-metres, la compensació ajusta la sensibilitat de resposta de l'elèctrode per reflectir els efectes de la temperatura en temps real segons l'equació de Nernst. En els conductímetres, la compensació normalitza les lectures a una temperatura de referència per permetre la comparació entre mostres. Confondre aquests mecanismes pot conduir a interpretacions errònies i a una qualitat de les dades compromesa. Una comprensió completa dels seus respectius principis garanteix mesures precises i fiables. A més, els mètodes de diagnòstic descrits anteriorment permeten als usuaris realitzar avaluacions preliminars del rendiment del compensador. Si es detecta alguna anomalia, es recomana fermament enviar l'instrument ràpidament per a la verificació metrològica formal.
Data de publicació: 10 de desembre de 2025














