pH metr ukazuje 6,84. O dvě minuty později je to 6,97. Po opětovném ponoření elektrody se náhle objeví 7,10.

Je vzorek nestabilní? Je elektroda vadná? Nebo byl měřicí přístroj nesprávně zkalibrován?

Při měření pH mohou výsledek ovlivnit už malé detaily: znečištěný pufrový roztok, nedostatečně opláchnutá elektroda, nesprávné kalibrační body nebo teplotní rozdíly mezi pufrem a vzorkem. Právě při kontrolách kvality a analytických pracích se takové odchylky mohou rychle projevit.

Tento průvodce ukazuje, jak správně měřit hodnotu pH, vybrat vhodné pufrové roztoky ke kalibraci a vyhnout se typickým chybám dřív, než zkreslí vaše výsledky měření.

Obsah

Co vlastně měří pH metr?

Hodnota pH, zjednodušeně řečeno, popisuje, jak kysele nebo alkalicky reaguje vodný roztok.

Známá stupnice v běžné laboratorní praxi často sahá od:

• pH < 7 – kyselé,
• pH = 7 – neutrální,
• pH > 7 – alkalické.

Toto rozdělení je praktické, ale samotné měření je složitější.

Digitální pH metr neurčuje hodnotu pH přímo jako teploměr. Měřicí elektroda vytváří elektrický potenciál, který závisí na aktivitě vodíkových iontů v roztoku. Měřicí přístroj tento signál následně převede na hodnotu pH.

K tomu však potřebuje vědět, jak použitá elektroda právě reaguje.

Právě tady přichází do hry kalibrace.

Proč se musí pH metr kalibrovat?

pH elektroda nezůstává po celou svou životnost zcela beze změny.

Postupem času se mimo jiné mohou měnit:

• Sklon elektrody,
• Nulový bod,
• Doba odezvy,
• Stav skleněné membrány,
• Stav diafragmy,
• Elektrolyt.

I mezi dvěma dny měření se může chování mírně lišit.

Kalibrace proto spojuje aktuálně naměřený elektrický signál elektrody se známými hodnotami pH.

K tomu se používají pufrové roztoky s definovanou hodnotou pH.

Metrohm tento princip vystihuje velmi trefně: Kvalita kalibrace přímo závisí na kvalitě použitých pufrových roztoků.

Kdo kalibruje se znečištěným nebo nevhodným pufrovým roztokem, vytváří tak chybu už před samotným měřením vzorku.

Které pufrové roztoky jsou vhodné ke kalibraci?

Pufrové roztoky mají definovanou hodnotu pH a jsou složeny tak, aby se tato hodnota při malých vnějších vlivech co nejméně měnila.

Slouží jako referenční body pro měřicí přístroj.

Které pufry jsou potřeba, závisí především na tom, v jakém rozsahu pH se budou nacházet následné vzorky.

V nabídce Biolaboratorium jsou například pufrové roztoky s různými definovanými hodnotami pH, včetně pH 2,00, 4,20, 5,00, 8,50, 10,00 a 12,40.

Výběr by se však neměl řídit principem:

„Máme ve skříni pH 7, takže s ním vždy kalibrujeme.“

Rozhodující je následný vzorek.

Příklad

U vzorku očekáváte hodnotu pH přibližně 4,5.

Pak by kalibrace měla tento rozsah smysluplně pokrýt.

Pokud naopak pravidelně měříte silně alkalické roztoky s hodnotami pH kolem 10, je výhradní kalibrace v kyselé oblasti nevhodná.

Nejdůležitější pravidlo zní:

Očekávaná hodnota pH vzorku by měla být v rámci kalibrovaného měřicího rozsahu.

Jedno-, dvou- nebo tříbodová kalibrace?

Mnoho moderních pH-metrů umožňuje několik kalibračních bodů.

Ale kdy je potřeba kolik bodů?

Jednobodová kalibrace

Při jednobodové kalibraci se přístroj nastavuje pomocí pouze jednoho pufrového roztoku.

To může stačit pro jednoduchá orientační měření ve velmi úzkém rozsahu.

Nevýhoda:

Kalibrace v podstatě koriguje nulový bod, poskytuje však méně informací o skutečném sklonu elektrody.

Pro náročnější kvantitativní měření je proto obvykle vhodnější vícebodová kalibrace.

Dvoubodová kalibrace

Zde se používají dva různé pufry.

Tím může přístroj mnohem lépe určit jak nulový bod, tak sklon elektrody.

Mettler Toledo doporučuje pro spolehlivá měření alespoň dvoubodovou kalibraci.

Typická by byla například kalibrace s neutrálním, respektive téměř neutrálním pufrem, a druhým pufrem v kyselé nebo alkalické oblasti.

Který druhý pufr je vhodný, závisí na následných vzorcích.

Tříbodová kalibrace

Kdo pravidelně zkoumá širší rozsah pH, může přidat třetí kalibrační bod.

Tím lze pokrýt větší měřicí rozsah.

Společnost Metrohm upozorňuje, že tříbodová kalibrace může při širokém rozsahu měření poskytnout vyšší přesnost než dvoubodová kalibrace.

Více kalibračních bodů však není automaticky lepší, když:

• pufry byly špatně zvoleny,
• roztoky jsou znečištěné,
• teploty se výrazně liší,
• elektroda nebyla správně připravena.

Tři špatné referenční body nedávají dobrou kalibraci.

Proč musí kalibrační rozsah odpovídat vzorku

Častá chyba nevzniká kvůli přístroji, ale už při výběru pufrů.

Předpokládejme, že kalibrujete při:

pH 4 a pH 7.

Poté změřte vzorek o pH přibližně:

pH 10.

Měřicí přístroj pak musí extrapolovat mimo kalibrovaný rozsah.

Nejistota měření se tím může výrazně zvýšit.

Společnost Metrohm proto doporučuje vybrat pufry tak, aby očekávaná hodnota pH vzorku ležela v kalibračním rozsahu.

V praxi to znamená:

Kyselé vzorky

Kalibrační rozsah přizpůsobte kyselé, respektive neutrální oblasti.

Téměř neutrální vzorky

Kalibrační body zvolte co nejblíže očekávanému rozsahu.

Alkalické vzorky

Použijte také alkalický referenční bod.

Výrazně odlišné vzorky

Více kalibračních bodů nebo oddělené série měření mohou být užitečné.

Kalibrace by tedy měla vždy vycházet z aplikace – ne z toho, jaké lahve zrovna náhodou stojí v laboratoři.

Jak moc teplota ovlivňuje hodnotu pH?

Teplota je jedním z nejčastěji podceňovaných faktorů při měření pH.

Teplota ovlivňuje hned několik věcí:

• chování elektrody,
• elektrický měřicí signál,
• skutečnou hodnotu pH vzorku,
• hodnotu pH pufrovacího roztoku.

Proto má profesionální pufrovací roztok svou definovanou hodnotu často uvedenou spolu s referenční teplotou.

U pufrovacích roztoků pH 4,20 a pH 8,50 od společnosti Biolaboratorium se příslušná požadovaná hodnota uvádí například při 20 °C.

Automatická teplotní kompenzace nevyřeší každý problém

Mnoho moderních pH metrů má teplotní čidlo a automatickou teplotní kompenzaci.

To je užitečné.

To však neznamená, že vzorek při 10 °C a tentýž vzorek při 40 °C má nutně stejnou hodnotu pH.

Teplotní kompenzace koriguje především teplotně závislý průběh odezvy elektrody.

Chemické rovnováhy uvnitř vzorku se přesto mohou měnit.

Proto společnost Metrohm doporučuje provádět srovnávací měření pH pokud možno při srovnatelných teplotách a odpovídajícím způsobem zohlednit i podmínky kalibrace.

Praktické pravidlo

Pokud jsou důležité reprodukovatelné výsledky:

• Pufr i vzorek pokud možno uveďte na podobnou teplotu,
• Zaznamenejte teplotu,
• Použijte teplotní čidlo, pokud je k dispozici,
• Provádějte měření různých šarží za srovnatelných podmínek.

Jak správně kalibrovat pH metr: krok za krokem

Přesné ovládání závisí na měřicím přístroji a elektrodě. Pokyny výrobce mají proto vždy přednost.

Typický postup však vypadá takto:

1. Vyberte vhodné pufry.

Zamyslete se nejprve:

Jakou hodnotu pH očekáváme ve vzorku?

Poté zvolte referenční body, které pokrývají příslušný rozsah.

2. Zkontrolujte stav pufrů.

Zkontrolujte:

• datum exspirace, resp. datum použitelnosti,
• datum otevření,
• podmínky skladování,
• viditelné nečistoty,
• neobvyklý zákal.

Nepoužívejte pufry, jejichž kvalitu již nelze spolehlivě posoudit.

3. Připravte malé množství pufru.

Pro kalibraci je vhodné dát potřebné množství do čisté nádoby.

Tím se zabrání tomu, aby byla elektroda vkládána přímo do zásobní lahve.

4. Opláchněte elektrodu.

Elektrodu opláchněte podle pokynů výrobce, obvykle deionizovanou, resp. vhodnou vysoce čistou vodou.

Tím se odstraní zbytky předchozího vzorku nebo pufrovacího roztoku.

5. Opatrně odstraňte přebytečnou vodu.

Elektroda by se neměla silně třít do sucha.

Podle typu senzoru může být vhodné opatrné osušení.

Tření může:

• mechanicky namáhat citlivou skleněnou membránu,
• vytvářet elektrostatické účinky,
• ovlivnit měření.

6. Vložte elektrodu do prvního pufru.

Skleněná membrána a příslušné části elektrody musí být do roztoku dostatečně ponořeny.

Metrohm upozorňuje, že u odpovídajících elektrod musí být s roztokem v kontaktu jak membrána, tak diafragma.

7. Nechte naměřenou hodnotu stabilizovat.

Nepotvrzujte okamžitě.

Počkejte, dokud přístroj nerozpozná stabilní hodnotu, resp. dokud není splněno kritérium stability definované výrobcem.

8. Elektrodu znovu opláchněte.

Než se elektroda dostane do dalšího pufru, odstraní se zbytky prvního pufru.

To je obzvláště důležité, protože i malá přenesená množství mohou změnit další referenční bod.

9. Změřte druhý a případně třetí pufr.

Zopakujte postup.

10. Zkontrolujte výsledek kalibrace

Mnoho přístrojů po kalibraci ukazuje hodnoty jako:

• Sklon elektrody,
• Offset neboli nulový bod,
• Posouzení stavu senzoru.

Neobvyklé hodnoty by neměly být jednoduše ignorovány.

Mohou poukazovat na:

• zestárlá elektroda,
• znečištěná diafragma,
• nevhodné pufry,
• nesprávné zacházení

upozornit.

Jak správně změřit vzorek

Po kalibraci začíná vlastní měření.

I zde rozhoduje o reprodukovatelnosti způsob manipulace.

Vzorek homogenizujte

U nehomogenních roztoků se hodnota pH může lokálně lišit.

V závislosti na vzorku proto může být vhodné opatrné míchání.

Přitom by se však mělo zabránit zbytečnému:

• vnášení vzduchu,
• vytěsňování nebo pohlcování CO₂,
• silnému zahřívání vzorku.

Elektrodu ponořte dostatečně

Relevantní oblasti senzoru musí být plně v kontaktu se vzorkem.

Vyhněte se kontaktu se stěnou nádoby

Citlivá skleněná membrána by neměla tlačit na kádinku.

Metrohm dále doporučuje při opakovaných měřeních umístit elektrodu do nádoby co nejreprodukovatelněji.

Počkejte na stabilizaci

Hodnota pH, která se objeví po dvou sekundách, není automaticky konečnou naměřenou hodnotou.

V závislosti na:

• Elektroda,
• Vzorek,
• Teplota,
• Iontová síla,
• Viskozita

Stabilizace může trvat různě dlouho.

Elektrodu mezi vzorky oplachujte

Tím zabráníte přenosu složek z jednoho vzorku do dalšího.

Tento krok je důležitý zejména při velkých rozdílech pH.

Oplach elektrody: voda ano, tření ne

Typický laboratorní obrázek:

Elektroda se vyjme ze vzorku, opláchne se vodou a poté se silně tře papírovým ubrouskem do sucha.

První část dává smysl.

Druhá část může být problematická.

Skleněná pH elektroda má citlivý povrch. Silnému mechanickému tření je třeba se vyhnout.

Lépe:

• oplachujte podle pokynů výrobce,
• Přebytečnou kapalinu opatrně setřeste nebo osušte,
• Senzor neleštěte nasucho.

Další častou chybou je oplachování dalším pufrovým roztokem přímo nad zásobní lahví.

Tím se mohou nečistoty nepozorovaně dostat do celé zásoby pufru.

Proč by se pufrové roztoky neměly vracet zpět

Potřebujete 30 ml pufru, ale použijete jen 20 ml.

Vrátit zbývajících 10 ml zpět do láhve působí hospodárně.

V laboratoři to může přijít draho.

Odebraný roztok mohl již přijít do kontaktu s:

• Elektroda,
• Skleněná nádoba,
• Pipeta,
• Okolní vzduch,
• Zbytky jiného vzorku.

Pokud se roztok nalije zpět, může být kontaminována celá zásobní láhev.

Metrohm výslovně doporučuje nevracet již použité kalibrační standardy zpět do originální láhve.

Lépe:

Odeberte pouze přibližně skutečně potřebné množství a se zbytky nakládejte odborně.

Proč jsou alkalické pufry obzvláště citlivé

Zvláště alkalické pufry si zaslouží zvláštní pozornost.

Důvod je všude kolem nás:

Oxid uhličitý ze vzduchu.

CO₂ může být alkalickými roztoky absorbován a může měnit jejich složení, respektive hodnotu pH.

To je obzvláště důležité, když:

• Lahve se často otevírají,
• Nádoby dlouho stojí otevřené,
• malá množství pufru se používají opakovaně.

Metrohm proto upozorňuje, že alkalické kalibrační pufry s pH nad 9 mohou být obzvláště citlivé na příjem CO₂.

V praxi to znamená:

• Po odebrání lahvičku okamžitě zavřete,
• Nenechávejte pufr zbytečně otevřený,
• Odběrovou nádobku nepoužívejte opakovaně,
• Zaznamenejte datum otevření,
• Dodržujte údaje výrobce o době použitelnosti po otevření.

Právě při vysokých hodnotách pH může zdánlivě malá změna referenčního roztoku následně ovlivnit celou kalibraci.

Jak by měla být pH elektroda skladována?

pH elektrodu byste neměli jen vyčistit a suchou ji uložit do šuplíku.

Mnoho skleněných elektrod potřebuje vhodný skladovací roztok, aby skleněná membrána zůstala hydratovaná a referenční systém správně fungoval.

Jaký roztok je třeba použít, závisí na typu elektrody a výrobci.

Proto platí:

Neimprovizujte, ale řiďte se údaji výrobce elektrody.

Častou chybou je trvale uchovávat elektrodu v deionizované vodě.

Oplachová voda a skladovací roztok však plní různé funkce.

To, co je vhodné k čištění, nemusí být vhodné k dlouhodobému skladování.

Po delším skladování v suchu

Vyschlá skleněná elektroda často reaguje:

• pomalu,
• nestabilně,
• se špatnou reprodukovatelností.

Podle typu senzoru může být nutná opětovná kondicionace.

Než rovnou objednáte novou elektrodu, vyplatí se proto nahlédnout do pokynů výrobce pro opětovné zprovoznění.

Proč driftuje naměřená hodnota pH?

Pomalu driftující naměřená hodnota patří k nejčastějším problémům v laboratoři.

Možné příčiny jsou:

Elektroda ještě není stabilizovaná

Stačí počkat o něco déle.

Teplota se ještě vyrovnává

Byl-li studený vzorek měřen teplejší elektrodou, může se hodnota během vyrovnávání teploty změnit.

Skleněná membrána je znečištěná

Usazeniny mohou reakci zpomalit.

Diafragma je zablokovaná

Elektrický kontakt se vzorkem tím může být narušen.

Elektroda zestárla

S rostoucí dobou používání může klesat rychlost reakce.

Vzorek se sám mění

U otevřených nádob mohou například:

• Příjem CO₂,
• Ztráta CO₂,
• Odpařování,
• chemické reakce

změnit skutečnou hodnotu pH.

Příliš nízká iontová síla

Vzorky s velmi nízkým obsahem iontů může být obtížnější měřit stabilně a reprodukovatelně.

Elektroda byla nesprávně skladována

Vyschlá nebo nevhodně skladovaná elektroda může reagovat neobvykle pomalu.

Driftující hodnota tedy automaticky neznamená:

„pH metr je rozbitý.“

Nejprve by se mělo systematicky zkontrolovat, zda chyba pochází z:

• Kalibrace,
• Pufr,
• Elektroda,
• Teplota,
• Vzorek

pochází.

Nejčastější chyby při měření pH.

Chyba 1: Používat pouze libovolný pufr.

Jeden referenční bod v blízkosti pH 7 není pro každé měření dostatečný.

Kalibrační rozsah musí odpovídat vzorku.

Chyba 2: Měřit vzorek mimo kalibrační rozsah.

Kalibrace v rozsahu pH 4–7 není ideálním základem pro měření při pH 11.

Chyba 3: Používat starý nebo neznámý pufr.

Otevřená láhev bez zdokumentovaného data otevření je problematická pro měření kritická z hlediska kvality.

Chyba 4: Používat pufr opakovaně.

S každým kontaktem s elektrodou a okolím roste riziko kontaminace.

Chyba 5: Vylévat pufr zpět do zásobní lahve.

I malá zdánlivá úspora může učinit celou láhev nespolehlivou.

Chyba 6: Neoplachovat elektrodu mezi pufry.

Tím se další referenční bod kontaminuje předchozím pufrem.

Chyba 7: Elektrodu silně vytírat do sucha.

S citlivým skleněným povrchem by se nemělo zacházet jako s běžným laboratorním sklem.

Chyba 8: Ignorovat teplotu.

Kalibrace při teplotě výrazně odlišné od teploty měření vzorku může zhoršit srovnatelnost.

Chyba 9: Opírat elektrodu o stěnu nádoby.

Tím může být poškozena zejména citlivá skleněná membrána.

Chyba 10: Okamžitě si zapsat první zobrazenou hodnotu.

Počkejte na stabilní naměřenou hodnotu.

Chyba 11: Znečištěnou elektrodu jednoduše znovu kalibrovat.

Kalibrace nekompenzuje každý mechanický nebo chemický problém senzoru.

Chyba 12: Skladovat pH elektrodu v suchu.

V závislosti na typu elektrody tím může být výrazně ovlivněna schopnost reagovat.

Chyba 13: Používat deionizovanou vodu jako trvalý skladovací roztok.

Čištění a skladování jsou dva různé kroky.

Chyba 14: Akceptovat kalibraci i přes neobvyklý sklon.

Pokud přístroj hlásí nápadné kalibrační údaje, měla by být objasněna příčina.

Chyba 15: Měřit všechny vzorky stejným postupem.

Čirý vodný roztok, suspenze, vysoce viskózní produkt a vzorek vody s velmi nízkým obsahem iontů mohou klást rozdílné nároky na elektrodu a měřicí metodu.

Jak často by se měl pH metr kalibrovat?

Neexistuje jediná obecně platná frekvence.

Závisí mimo jiné na:

• požadovaná přesnost,
• četnost používání,
• typ elektrody,
• druh vzorku,
• interní požadavky na kvalitu,
• Doporučení výrobců.

V laboratoři, kde se hodnoty pH pravidelně dokumentují v rámci zabezpečování kvality, může být vhodné provést kalibraci před sérií měření nebo na začátku pracovního dne.

Při méně kritických orientačních zkouškách mohou stačit jiné intervaly.

Důležitější než paušální pravidlo typu „jednou týdně“ je zdokumentovaný proces.

Pokud jsou výsledky:

• relevantní pro šarži,
• relevantní pro uvolnění,
• regulatorně relevantní

jsou, měla by být četnost kalibrace součástí systému kvality.

Co říkají německé normy o měření pH?

Pro profesionální měření pH existují v Německu specifické normy.

Aktuálně relevantní jsou mimo jiné:

• DIN 19266:2026-03 – referenční pufrovací roztoky pro kalibraci zařízení pro měření pH,
• DIN 19268:2025-12 – měření pH vodných roztoků pomocí pH senzorů se skleněnými elektrodami a odhad nejistoty měření.

Pro technické pufrovací roztoky existuje také DIN 19267.

To ukazuje důležitý bod:

Spolehlivé měření pH nespočívá jen v tom, že „ponoříte elektrodu a odečtete hodnotu“.

Kvalita pufru, měřicí systém, kalibrace a nejistota patří k sobě.

Praktický kontrolní seznam pro reprodukovatelná měření pH

Než zaznamenáte další hodnotu, zkontrolujte tyto body.

Před kalibrací

• Je elektroda vhodná pro daný vzorek?
• Je správně skladována?
• Je skleněná membrána čistá?
• Je diafragma průchodná?
• Jsou pufry stále v rámci určeného použití?
• Je zdokumentováno datum otevření?
• Pokrývají pufry očekávaný rozsah pH?
• Mají pufr a pozdější vzorek srovnatelnou teplotu?

Během kalibrace

• Použijte čistou nádobu.
• Odebírejte pouze potřebné množství pufru.
• Elektrodu oplachujte mezi jednotlivými roztoky.
• Skleněnou membránu neotírejte nasucho.
• Ponořte senzor dostatečně hluboko.
• Netlačte proti stěně nádoby.
• Vyčkejte na ustálení.
• Kontrolujte kalibrační hodnoty, resp. sklon.

Během měření vzorku

• Vzorek případně homogenizujte.
• Zohledněte teplotu.
• Elektrodu umisťujte reprodukovatelně.
• Vyčkejte na stabilní údaj.
• Elektrodu oplachujte mezi jednotlivými vzorky.
• Výsledek měření dokumentujte spolu s relevantními podmínkami.

Po měření

• Vyčistěte elektrodu.
• Používejte vhodný skladovací roztok.
• Nevracejte zbytky pufru zpět do zásobní lahve.
• Lahve s pufrem okamžitě uzavírejte.
• Dokumentujte odchylky.

Spolehlivé měření pH tedy začíná dlouho předtím, než se elektroda ponoří do samotného vzorku.

Kvalita výsledku závisí na celém měřicím řetězci: pufrovací roztok, kalibrační rozsah, elektroda, teplota, vzorek a způsob práce.

Právě malé návyky dělají velký rozdíl. Neopláchnutá elektroda nebo znečištěný pufr vypadají na první pohled neškodně. Poté ale možná dlouho hledáte domnělou výrobní či vzorkovou chybu, i když příčina vznikla už při kalibraci.

Kdo pravidelně kontroluje hodnoty pH, neměl by proto vhodné pufrovací roztoky považovat za podružný spotřební materiál. Jsou referencí, na níž je založeno každé další měření.