pH-meteret viser 6,84. To minutter senere er det 6,97. Etter at elektroden dyppes ned på nytt, vises plutselig 7,10.

Er prøven ustabil? Elektroden defekt? Eller ble pH-meteret feilkalibrert?

Ved pH-målinger kan selv små detaljer påvirke resultatet: en forurenset bufferløsning, en utilstrekkelig skylt elektrode, gale kalibreringspunkter eller temperaturforskjeller mellom buffer og prøve. Nettopp ved kvalitetskontroller og analytisk arbeid kan slike avvik raskt bli relevante.

Denne veiledningen viser hvordan du måler pH-verdien riktig, velger egnede bufferløsninger til kalibrering og unngår typiske feil før de forvrenger måleresultatene dine.

Innholdsfortegnelse

Hva måler et pH-meter egentlig?

pH-verdien beskriver, enkelt sagt, hvor sur eller alkalisk en vandig løsning er.

I laboratoriehverdagen strekker den kjente skalaen seg ofte fra:

• pH < 7 – sur,
• pH = 7 – nøytral,
• pH > 7 – alkalisk.

Denne inndelingen er praktisk, men selve målingen er mer kompleks.

Et digitalt pH-meter bestemmer ikke pH-verdien direkte, slik et termometer gjør. Måleelektroden genererer et elektrisk potensial som avhenger av aktiviteten til hydrogenionene i løsningen. Måleinstrumentet omdanner deretter dette signalet til en pH-verdi.

For å kunne gjøre dette, må pH-meteret imidlertid vite hvordan elektroden som er i bruk reagerer for øyeblikket.

Nettopp her kommer kalibreringen inn i bildet.

Hvorfor må et pH-meter kalibreres?

En pH-elektrode forblir ikke helt uendret gjennom hele sin levetid.

Over tid kan blant annet endre seg:

• Elektrodens helning,
• Nullpunkt,
• Responstid,
• Glassmembranens tilstand,
• Diafragmaets tilstand,
• Elektrolytt.

Selv mellom to måledager kan atferden variere litt.

Kalibreringen forbinder derfor elektrodens aktuelt målte elektriske signal med kjente pH-verdier.

Til dette brukes bufferløsninger med definert pH-verdi.

Metrohm formulerer prinsippet svært treffende: Kvaliteten på en kalibrering avhenger direkte av kvaliteten på de bufferløsningene som brukes.

Den som kalibrerer med en forurenset eller uegnet bufferløsning, skaper altså en feil allerede før selve prøvemålingen.

Hvilke bufferløsninger egner seg til kalibrering?

Bufferløsninger har en definert pH-verdi og er sammensatt slik at denne verdien endrer seg så lite som mulig ved små ytre påvirkninger.

De fungerer som referansepunkter for måleinstrumentet.

Hvilke buffere som trengs, avhenger først og fremst av hvilket pH-område de senere prøvene ligger i.

Hos Biolaboratorium finnes det for eksempel bufferløsninger med ulike definerte pH-verdier, deriblant pH 2,00, 4,20, 5,00, 8,50, 10,00 og 12,40.

Valget bør imidlertid ikke skje etter prinsippet:

«Vi har pH 7 i skapet, så vi kalibrerer alltid med den.»

Det avgjørende er prøven som senere skal måles.

Eksempel

Du forventer at en prøve har en pH-verdi på omtrent 4,5.

Da bør kalibreringen dekke dette området på en fornuftig måte.

Måler du derimot regelmessig sterkt alkaliske løsninger med pH-verdier rundt 10, er en kalibrering utelukkende i det sure området uegnet.

Den viktigste regelen er:

Prøvens forventede pH-verdi bør ligge innenfor det kalibrerte måleområdet.

Ettpunkts-, topunkts- eller trepunktskalibrering?

Mange moderne pH-målere støtter flere kalibreringspunkter.

Men når trenger man hvor mange kalibreringspunkter?

Ettpunktskalibrering

Ved ettpunktskalibrering justeres instrumentet med bare én bufferløsning.

Dette kan være tilstrekkelig for enkle orienterende målinger i et svært smalt område.

Ulempen:

Kalibreringen korrigerer i hovedsak nullpunktet, men gir mindre informasjon om elektrodens faktiske helning.

For mer krevende kvantitative målinger er en flerpunktskalibrering derfor som regel mer hensiktsmessig.

Topunktskalibrering

Her brukes to ulike buffere.

Dermed kan instrumentet bestemme både nullpunktet og elektrodehellingen betydelig bedre.

Mettler Toledo anbefaler minst en topunktskalibrering for pålitelige målinger.

Typisk ville en kalibrering for eksempel bestå av en nøytral eller tilnærmet nøytral buffer og en annen buffer i surt eller alkalisk område.

Hvilken buffer man bør bruke som den andre, avhenger av prøvene som skal måles senere.

Trepunktskalibrering

Den som regelmessig utfører målinger i et bredere pH-område, kan legge til et tredje kalibreringspunkt.

Dermed kan man dekke et større måleområde.

Metrohm påpeker at en trepunktskalibrering over et bredt måleområde kan gi høyere nøyaktighet enn en topunktskalibrering.

Flere kalibreringspunkter er imidlertid ikke automatisk bedre når:

• bufferne ble dårlig valgt,
• løsningene er forurenset,
• temperaturene avviker sterkt fra hverandre,
• elektroden ikke ble riktig forberedt.

Tre dårlige referansepunkter gir ingen god kalibrering.

Hvorfor kalibreringsområdet må passe til prøven

En vanlig feil oppstår ikke på grunn av måleinstrumentet, men allerede ved valget av bufferne.

Anta at du kalibrerer ved:

pH 4 og pH 7.

Deretter måler du en prøve på omtrent:

pH 10.

Måleinstrumentet må nå ekstrapolere utenfor det kalibrerte området.

Måleusikkerheten kan dermed øke betydelig.

Metrohm anbefaler derfor å velge bufferne slik at prøvens forventede pH-verdi ligger innenfor kalibreringsområdet.

I praksis betyr dette:

Sure prøver

Tilpass kalibreringsområdet til det sure eller nøytrale området.

Tilnærmet nøytrale prøver

Velg kalibreringspunkter så nært det forventede området som mulig.

Alkaliske prøver

Bruk også et alkalisk referansepunkt.

Svært forskjellige prøver

Flere kalibreringspunkter eller separate måleserier kan være fornuftige.

Kalibreringen bør altså alltid ta utgangspunkt i anvendelsen – ikke i hvilke flasker som tilfeldigvis står i laboratoriet.

Hvor sterkt påvirker temperaturen pH-verdien?

Temperatur er en av de faktorene som oftest undervurderes ved pH-målinger.

Den påvirker flere ting samtidig:

• elektrodens oppførsel,
• det elektriske målesignalet,
• den faktiske pH-verdien til prøven,
• pH-verdien til bufferløsningen.

Derfor angis den definerte verdien til en profesjonell bufferløsning ofte sammen med en referansetemperatur.

For bufferløsningene pH 4,20 og pH 8,50 fra Biolaboratorium er de respektive nominelle pH-verdiene for eksempel angitt ved 20 °C.

Automatisk temperaturkompensasjon løser ikke alle problemer

Mange moderne pH-metre har en temperaturføler og automatisk temperaturkompensasjon.

Det er nyttig.

Den betyr imidlertid ikke at en prøve ved 10 °C og den samme prøven ved 40 °C nødvendigvis har samme pH-verdi.

Temperaturkompensasjonen korrigerer i første rekke elektroderesponsens temperaturavhengige forløp.

De kjemiske likevektene i prøven kan likevel endre seg.

Derfor anbefaler Metrohm å utføre sammenlignende pH-målinger ved så like temperaturer som mulig, og også å ta hensyn til kalibreringsforholdene på tilsvarende måte.

Praktisk regel

Hvis reproduserbare resultater er viktige:

• Sørg for at bufferen og prøven har så lik temperatur som mulig,
• Dokumenter temperaturen,
• Bruk temperaturføleren hvis den finnes,
• Utfør målinger av ulike batcher under sammenlignbare forhold.

Kalibrer pH-meteret riktig: trinn for trinn

Den nøyaktige bruken avhenger av måleinstrumentet og elektroden. Produsentens bruksanvisning har derfor alltid forrang.

En typisk fremgangsmåte ser imidlertid slik ut:

1. Velg egnede bufferløsninger

Tenk først over:

Hvilken pH-verdi forventer vi i prøven?

Velg deretter referansepunkter som dekker det relevante området.

2. Kontroller tilstanden til bufferløsningene

Kontroller:

• utløps- eller bruksdato,
• åpningsdato,
• lagringsforhold,
• synlige urenheter,
• uvanlig uklarhet.

Ikke bruk bufferløsninger der kvaliteten ikke lenger kan vurderes pålitelig.

3. Klargjør en liten mengde bufferløsning

Til kalibreringen er det lurt å helle den nødvendige mengden i en ren beholder.

Slik unngår du at elektroden settes direkte i lagerflasken.

4. Skyll elektroden

Skyll elektroden i henhold til produsentens anvisninger, ofte med deionisert eller egnet ultrarent vann.

Dermed fjernes rester fra den forrige prøven eller bufferløsningen.

5. Fjern overflødig vann forsiktig

Elektroden bør ikke tørkes ved kraftig gnidning.

Avhengig av sensortypen kan det være fornuftig å duppe elektroden forsiktig tørr.

Gnidning kan:

• mekanisk belaste den følsomme glassmembranen,
• skape elektrostatiske effekter,
• påvirke målingen.

6. Plasser elektroden i den første bufferløsningen

Glassmembranen og relevante deler av elektroden må senkes tilstrekkelig ned i løsningen.

Metrohm påpeker at for de aktuelle elektrodene må både membranen og diafragmaen være i kontakt med løsningen.

7. La måleverdien stabilisere seg

Ikke bekreft umiddelbart.

Vent til måleinstrumentet registrerer en stabil verdi, eller til produsentens definerte stabilitetskriterium er oppfylt.

8. Skyll elektroden på nytt

Før den settes i den neste bufferløsningen, fjernes rester av den første bufferløsningen.

Dette er spesielt viktig, fordi selv små overførte mengder kan endre det neste referansepunktet.

9. Mål den andre og eventuelt den tredje bufferløsningen

Gjenta prosedyren.

10. Kontroller kalibreringsresultatet

Mange instrumenter viser verdier som disse etter kalibreringen:

• elektrodehelning,
• Offset eller nullpunkt,
• Vurdering av sensortilstanden.

Uvanlige verdier bør ikke bare ignoreres.

De kan tyde på:

• en eldet elektrode,
• tilsmusset diafragma,
• uegnede bufferløsninger,
• feil håndtering

indikere.

Slik måler du en prøve riktig

Etter kalibreringen begynner selve målingen.

Også her avgjør håndteringen reproduserbarheten.

Homogeniser prøven

Ved inhomogene løsninger kan pH-verdien variere lokalt.

Avhengig av prøven kan forsiktig omrøring derfor være fornuftig.

Derved bør man imidlertid unngå unødvendig:

• å innføre luft,
• å drive ut eller ta opp CO₂,
• å varme prøven kraftig opp.

Senk elektroden tilstrekkelig ned

De relevante sensorområdene må ha full kontakt med prøven.

Unngå kontakt med beholderveggen

Den ømfintlige glassmembranen bør ikke trykke mot begerglasset.

Metrohm anbefaler dessuten at elektroden plasseres så reproduserbart som mulig i beholderen ved gjentatte målinger.

Vent på stabilisering

En pH-verdi som vises etter to sekunder, er ikke automatisk den endelige måleverdien.

Avhengig av:

• Elektrode,
• Prøve,
• Temperatur,
• Ionestyrke,
• Viskositet

kan stabiliseringen ta ulik tid.

Skyll elektroden mellom prøver

Dermed forhindrer du at bestanddeler fra en prøve overføres til den neste.

Særlig ved store pH-forskjeller er dette trinnet viktig.

Skylle elektroden: vann ja, gniing nei

Et typisk bilde fra laboratoriet:

Elektroden tas ut av prøven, skylles med vann og gnis deretter kraftig tørr med et papirhåndkle.

Den første delen er fornuftig.

Den andre kan være problematisk.

En pH-glaselektrode har en ømfintlig overflate. Kraftig mekanisk gnidning bør unngås.

Bedre:

• skyll i henhold til produsentens anvisning,
• rist forsiktig av overflødig væske eller tørk den forsiktig av,
• Ikke gni sensoren tørr.

En annen vanlig feil er å skylle med den neste bufferløsningen direkte over lagerflasken.

Dermed kan forurensninger ubemerket komme inn i hele bufferbeholdningen.

Hvorfor bufferløsninger ikke bør helles tilbake

Du trenger 30 ml buffer, men bruker bare 20 ml.

Å helle de resterende 10 ml tilbake i flasken virker økonomisk.

På laboratoriet kan dette bli dyrt.

Løsningen som ble tatt ut, hadde muligens allerede vært i kontakt med:

• Elektrode,
• glassbeholder,
• pipette,
• omgivelsesluft,
• rester fra en annen prøve.

Hvis den helles tilbake, kan hele lagerflasken bli kontaminert.

Metrohm anbefaler uttrykkelig at tidligere brukte kalibreringsstandarder ikke helles tilbake i originalflasken.

Bedre:

Ta ut bare omtrent den mengden som faktisk trengs, og håndter restene faglig forsvarlig.

Hvorfor alkaliske buffere er spesielt følsomme

Særlig alkaliske buffere fortjener spesiell oppmerksomhet.

Årsaken finnes overalt rundt oss:

Karbondioksid fra luften.

CO₂ kan tas opp av alkaliske løsninger og endre sammensetningen eller pH-verdien deres.

Dette blir spesielt relevant når:

• Flasker åpnes ofte,
• Beholdere står lenge åpne,
• små buffermengder brukes flere ganger.

Metrohm påpeker derfor at alkaliske kalibreringsbuffere over pH 9 kan være spesielt følsomme for CO₂-opptak.

I praksis betyr dette:

• Lukk flasken umiddelbart etter uttak,
• Ikke la bufferen stå åpen unødvendig,
• Ikke bruk uttaksbeholderen flere ganger,
• Dokumenter åpningsdatoen,
• Følg produsentens anvisninger om holdbarhet etter åpning

Spesielt ved høye pH-verdier kan en tilsynelatende liten endring av referanseløsningen deretter påvirke hele kalibreringen.

Hvordan bør en pH-elektrode lagres?

En pH-elektrode bør ikke bare rengjøres og legges tørr i en skuff.

Mange glasselektroder trenger en egnet lagringsløsning for at glassmembranen skal holde seg hydratisert og referansesystemet skal fungere korrekt.

Hvilken løsning som må brukes, avhenger av elektrodetypen og produsenten.

Derfor gjelder:

Ikke improviser, men følg produsentens anvisninger for elektroden.

En utbredt feil er å oppbevare en elektrode permanent i deionisert vann.

Skyllevann og lagringsløsning har imidlertid ulike funksjoner.

Det som egner seg til rengjøring, er ikke nødvendigvis egnet til langtidslagring.

Etter lengre tids tørrlagring

En uttørket glasselektrode reagerer ofte:

• langsom,
• ustabil,
• med dårlig reproduserbarhet.

Avhengig av sensortypen kan en ny kondisjonering være nødvendig.

Før man skynder seg å bestille en ny elektrode, kan det derfor lønne seg å ta en titt på produsentens anvisninger for reaktivering.

Hvorfor drifter pH-måleverdien?

En måleverdi som endrer seg sakte, er et av de vanligste problemene i laboratoriet.

Mulige årsaker er:

Elektroden er ennå ikke stabilisert

Bare vent litt lenger.

Temperaturen er ennå ikke utjevnet

Ble en kald prøve målt med en varmere elektrode, kan verdien endre seg under temperaturutjevningen.

Glassmembranen er tilsmusset

Avleiringer kan bremse reaksjonen.

Diafragma er blokkert

Den elektriske kontakten med prøven kan dermed bli svekket.

Elektroden er eldet

Med økende brukstid kan reaksjonshastigheten avta.

Selve prøven endrer seg

Ved åpne beholdere kan for eksempel:

• CO₂-opptak,
• CO₂-tap,
• Fordampning,
• kjemiske reaksjoner

endre den faktiske pH-verdien.

For lav ionestyrke

Prøver med svært lav ionestyrke kan være vanskeligere å måle stabilt og reproduserbart.

Elektroden ble lagret feil

En uttørket eller feil lagret elektrode kan reagere uvanlig langsomt.

En drivende verdi betyr altså ikke automatisk:

«pH-meteret er ødelagt.»

Først bør man systematisk undersøke om feilen skyldes:

• Kalibrering,
• Buffer,
• Elektrode,
• Temperatur,
• Prøve

kommer.

De vanligste feilene ved pH-måling

Feil 1: Å bruke bare en hvilken som helst buffer

Et referansepunkt i nærheten av pH 7 er ikke tilstrekkelig for enhver måling.

Kalibreringsområdet må passe til prøven.

Feil 2: Å måle en prøve utenfor kalibreringsområdet

En kalibrering i området pH 4–7 er ikke et ideelt grunnlag for en måling ved pH 11.

Feil 3: Å bruke gammel eller ukjent buffer

En åpen flaske uten dokumentert åpningsdato er problematisk for kvalitetskritiske målinger.

Feil 4: Å bruke buffer flere ganger

Med hver kontakt med elektroden og omgivelsene øker kontamineringsrisikoen.

Feil 5: Å helle buffer tilbake i oppbevaringsflasken

En liten tilsynelatende besparelse kan gjøre en hel flaske upålitelig.

Feil 6: Å ikke skylle elektroden mellom bufferne

Dermed kontamineres neste referansepunkt med den forrige bufferen.

Feil 7: Å gni elektroden kraftig tørr

Den følsomme glassoverflaten bør ikke behandles som vanlig laboratorieglass.

Feil 8: Å ignorere temperaturen

Kalibrering ved en temperatur som er klart forskjellig fra prøvemålingens temperatur kan svekke sammenlignbarheten.

Feil 9: Å sette elektroden mot karveggen

Dermed kan spesielt den følsomme glassmembranen bli skadet.

Feil 10: Å notere den første viste verdien umiddelbart

Vent på en stabil måleverdi.

Feil 11: Å bare kalibrere en skitten elektrode på nytt

En kalibrering kompenserer ikke for alle mekaniske eller kjemiske problemer med sensoren.

Feil 12: Å oppbevare en pH-elektrode tørt

Avhengig av elektrodetype kan dette redusere reaksjonsevnen betydelig.

Feil 13: Å bruke deionisert vann som permanent lagringsvæske

Rengjøring og lagring er to forskjellige trinn.

Feil 14: Å akseptere en kalibrering selv om stigningstallet er uvanlig

Hvis instrumentet melder om påfallende kalibreringsdata, bør årsaken avklares.

Feil 15: Å måle alle prøver med samme fremgangsmåte

En klar vandig løsning, en suspensjon, et høyviskøst produkt og en svært ionefattig vannprøve kan stille ulike krav til elektrode og målemetode.

Hvor ofte bør et pH-meter kalibreres?

Det finnes ikke én eneste allmenngyldig frekvens.

Den avhenger blant annet av:

• påkrevd nøyaktighet,
• bruksfrekvens,
• elektrodetype,
• prøvetype,
• interne kvalitetskrav,
• Produsentanbefalinger.

I et laboratorium hvor pH-verdier regelmessig dokumenteres av kvalitetshensyn, kan en kalibrering før en måleserie eller ved begynnelsen av en arbeidsdag være fornuftig.

Ved mindre kritiske orienteringsprøver kan andre intervaller være tilstrekkelige.

Viktigere enn en generell regel som «én gang i uken» er en dokumentert prosess.

Hvis resultatene:

• batchrelevant,
• frigivelsesrelevant,
• regulatorisk relevant

er, bør kalibreringsfrekvensen være en del av kvalitetssystemet.

Hva sier tyske standarder om pH-måling?

For profesjonelle pH-målinger finnes det spesifikke standarder i Tyskland.

For tiden relevante standarder er blant annet:

• DIN 19266:2026-03 – Referansebufferløsninger for kalibrering av pH-måleutstyr,
• DIN 19268:2025-12 – pH-måling av vandige løsninger med pH-sensorer med glasselektroder og estimering av måleusikkerhet.

For tekniske bufferløsninger finnes det dessuten DIN 19267.

Dette viser et viktig poeng:

En pålitelig pH-måling består ikke bare av «å dyppe elektroden og avlese tallet».

Bufferkvalitet, målesystem, kalibrering og usikkerhet hører sammen.

Praktisk sjekkliste for reproduserbare pH-målinger

Før du dokumenterer neste verdi, kontroller disse punktene.

Før kalibreringen

• Er elektroden egnet for prøven?
• Er den korrekt lagret?
• Er glassmembranen ren?
• Er diafragmaet fritt?
• Er bufferløsningene fortsatt egnet for tiltenkt bruk?
• Er åpningsdatoen dokumentert?
• Dekker bufferløsningene det forventede pH-området?
• Har bufferen og den påfølgende prøven en sammenlignbar temperatur?

Under kalibreringen

• Bruk et rent kar.
• Ta bare ut den nødvendige buffermengden.
• Skyll elektroden mellom løsningene.
• Ikke gni glassmembranen tørr.
• Dypp sensoren tilstrekkelig.
• Ikke trykk mot beholderens vegg.
• Avvent stabilisering.
• Kontroller kalibreringsverdiene eller hellingen.

Under prøvemålingen

• Homogeniser prøven om nødvendig.
• Ta hensyn til temperaturen.
• Plasser elektroden på en reproduserbar måte.
• Vent på stabil avlesning.
• Skyll elektroden mellom ulike prøver.
• Dokumenter måleresultatet sammen med relevante målebetingelser.

Etter målingen

• Rengjør elektroden.
• Bruk egnet lagringsløsning.
• Ikke hell bufferrester tilbake i oppbevaringsflasken.
• Lukk bufferflaskene umiddelbart.
• Dokumenter uregelmessigheter.

En pålitelig pH-måling begynner altså lenge før elektroden dyppes ned i selve prøven.

Resultatets kvalitet avhenger av hele målekjeden: bufferløsning, kalibreringsområde, elektrode, temperatur, prøve og arbeidsmåte.

Nettopp små vaner utgjør en stor forskjell. En elektrode som ikke er skylt, eller en forurenset buffer, ser først harmløs ut. Deretter kan man imidlertid lete lenge etter en antatt produksjons- eller prøvefeil, selv om årsaken allerede oppsto under kalibreringen.

Den som jevnlig kontrollerer pH-verdier, bør derfor ikke betrakte egnede bufferløsninger som et uvesentlig forbruksmateriale. De er referansen som enhver videre måling bygger på.