2 kalibrierung zur ionenmessung, Kalibrierung zur ionenmessung – Metrohm 781 pH/Ion Meter Benutzerhandbuch
Seite 154
9.2 Auswertung
144
780/781 pH/Ion Meter Handbuch
9.2.2
Kalibrierung zur Ionenmessung
Wie bei der pH-Messung muss auch zur Ionenmessung mittels einer
ionensensitiven Elektrode (ISE) eine regelmässige Kalibrierung durch-
geführt werden. Im Gegensatz zur pH-Messung kann nicht immer von
einem linearen Zusammenhang zwischen dem gemessenen Potential
U
i
und dem Logarithmus der gesuchten Ionenkonzentration c
i
ausge-
gangen werden. Der dafür verantwortliche Einfluss von Störionen lässt
sich durch die Nikolski-Gleichung beschreiben. Sie ist eine erweiterte
Nernst-Gleichung, welche die Selektivität der ISE berücksichtigt. Für die
ISE-Kalibrierung mit dem pH/Ion Meter wird sie in der folgenden Form
verwendet:
(
)
.)
Blindw
(
c
c
log
z
U
)
0
(
E
U
i
N
i
+
⋅
+
=
Die Nernstkonstante U
N
stellt, dividiert durch die Ladung z des Messi-
ons, die theoretische Steilheit der Kalibrierfunktion dar. Sie erhält bei
Anionen ein negatives, bei Kationen ein positives Vorzeichen.
Der Einfluss der Störionen wird als 'Blindwert-Konzentration' c(Blindw.)
angegeben. Ein signifikanter Blindwert verringert den unteren Messbe-
reich und sorgt damit für eine Verschlechterung der Nachweisgrenze.
Bei der Kalibrierung müssen also für die Kalibrierfunktion drei unbe-
kannte Grössen, nämlich E(0), Steilheit und c(Blindw.) ermittelt werden.
Um alle Parameter eindeutig berechnen zu können, sind daher minde-
stens drei Standard-Messungen erforderlich. Eine höhere Zahl von
Standards erhöht die Sicherheit der mathematischen Berechung der
Kalibrierfunktion.
Das pH/Ion Meter ermittelt die Kalibrierdaten zur Konzentrationsmes-
sung wie bei der pH-Kalibrierung je nach Anzahl der verwendeten
Standardlösungen:
1-Punkt-Kalibrierung
Steilheit:
Bestehender Wert wird beibehalten, falls vorhanden. Sonst
wird die theoretische Steilheit
U
N
eingesetzt.
E(0):
=
)
c
log(
Steilheit
U
1
1
⋅
+
c(Blindw.): Wird gleich Null gesetzt und nicht angezeigt.
2-Punkt-Kalibrierung
Steilheit: =
)
c
log(
)
c
log(
U
U
1
2
1
2
−
−
E(0):
=
)
c
log(
Steilheit
U
⋅
+
)
c
log( , U = Mittelwerte
c(Blindw.): Wird gleich Null gesetzt und nicht angezeigt.
3- und Mehr-Punkt-Kalibrierung
Bei mindestens 3 Kalibrierlösungen wird die Kalibrierfunktion nach dem
Prinzip der kleinsten Fehlerquadrate ermittelt. Die gesuchten Kalibrier-
parameter Steilheit, E(0) und c(Blindw.) werden iterativ berechnet. Wenn
c(Blindw.) so klein ausfällt, dass sein Einfluss nicht mehr messbar wäre,