Oltre la manutenzione dell’elettrodo è di grande importanza una regolare calibrazione. Non ha assolutamente alcun senso spendere molto denaro per un dispositivo di misurazione così sensibile per poi ottenere risultati difettosi a causa della mancanza di una sufficiente calibrazione. Nella misurazione del pH otteniamo inizialmente una tensione indicata il Millivolt. Gli apparecchi per la misurazione del Redox e del pH in tal senso sono identici. Con un misuratore di Redox si potrebbe anche misurare il valore di pH, anche se sarebbe necessario trasformare il valore misurato in quello di pH. A questo scopo si immerge la sonda di pH (non la sonda per il Redox; che si riconosce dalla punta metallica) nella soluzione di calibrazione con pH 7,0. Nel display possiamo verificare la tensione di misurazione corrispondente a quell’elettrodo e a quel valore di pH. Tale valore potrà essere riportato in un sistema di coordinate, il cui asse Y rappresenta la tensione misurata, l’asse X invece il valore di pH. Successivamente misuriamo la tensione di una soluzione con pH 4,0. Anche questo valore deve essere riportato. Se nel diagramma traccio una linea attraverso i due punti diventa possibile leggere un valore di pH corrispondente per ciascuna tensione in Millivolt misurata. Dato che tutto ciò diventa molto scomodo e fastidioso, il dispositivo per il pH, a differenza di quello per la misurazione del Redox, ci toglie tale incombenza. A questo scopo però deve essere calibrato. Su quanto spesso si dovrà effettuare la calibrazione, sussistono opinioni diverse. Il chimico afferma “prima di ogni misurazione”! L’acquariofilo “quando mi capita di ricordarmelo”.
Una sonda per la misurazione del Redox: la si riconosce dalla punta in metallo, che la distingue da una per il pH.
Sarebbe meglio adottare un compromesso e quindi di calibrare l’elettrodo una volta al mese. Per questa operazione abbiamo bisogno sempre di una soluzione di calibrazione standard con pH 7,0, perché questa in un certo senso costituisce il nostro punto di partenza, definito dagli specialisti come asimmetria. La linea nel nostro sistema di coordinate passerà quindi attraverso questo punto di misurazione. Ora dobbiamo ancora sapere che inclinazione deve avere la linea. Possiamo determinare la cosiddetta inclinazione con l’aiuto di una seconda soluzione tampone. Spesso se ne utilizza una con pH 4,0 anche per l’acqua marina, cosa sostanzialmente errata. In realtà entrambe le soluzioni tampone dovrebbero trovarsi nel campo all’interno del quale si vuole misurare. Per le misurazioni in ambiente alcalino, vale a dire al di sopra di pH 7,0, utilizzeremo la soluzione di calibrazione pH 7 e pH 9. Se misuriamo in campo acido, cioè in molti acquari di acqua dolce, utilizzeremo le soluzioni di calibrazione pH 4 e pH 7. Al posto delle due soluzioni di calibrazione 4,0 e 9,0 possono essere scelti anche altri valori (per esempio pH 10), ma queste due soluzioni tampone sono molto comuni in acquariologia. Nel successivo controllo con una soluzione di calibrazione 9,0 si ottengono solitamente dei valori di misurazione tra 8,98 e 9,02. L’errore è trascurabile, anche quando nelle sonde più vecchie diventa maggiore. La soluzione tampone 9,0, si dice che possa assorbire l’anidride carbonica dall’aria, e pertanto calare di valore pH, circostanza che naturalmente disturberebbe in modo sensibile la calibrazione. In ogni caso, qualora dovesse capitare di lasciare una di queste soluzioni aperta, si potrà notare che il valore fluttuerà di poco.
Errori di calibrazione
La misurazione del pH con Redoxmetro: in questo sistema di coordinate l’asse Y rappresenta la tensione misurata, quello X il valore di pH. Con un apparecchio per la misurazione del Redox si determina la “tensione” di due soluzioni tampone di pH, in questo caso 7,0 e 4,0, introducendo poi i valori nel sistema di coordinate. Se si disegna una linea retta attraverso entrambi i punti, è ora possibile leggere il valore di pH per ciascuna tensione in Millivolt misurata. Per determinare la dipendenza termica della misurazione di pH, la calibrazione è stata effettuata una volta con le soluzioni a 25 °C e un’altra a 10 °C. I valori di pH ottenuti differiscono tra loro di circa 0,3 unità. Se la differenza di temperatura è notevole, nello specifico 15 °C, l’influenza termica non è trascurabile.
Durante la misurazione e la calibrazione prestate attenzione alla temperatura della sonda, delle soluzioni tampone e del mezzo da misurare. La misurazione del pH non è estremamente dipendente dalla temperatura, ma l’influsso termico non può essere completamente trascurato. Tutto dovrebbe preferibilmente avere la temperatura ambiente, ma non è un problema se l’acqua dell’acquario e l’elettrodo presentano un paio di gradi in più. Qualora le soluzioni tampone vengano conservate nel frigorifero oppure la sonda sia stata acquistata in una fredda giornata invernale e trasportata a lungo all’esterno, non si dovrebbe immediatamente sottoporre ad una calibrazione. Nel sistema di coordinate in precedenza citato, ho preso in considerazione una calibrazione con soluzioni a 25 °C e 10 °C. I valori di pH ottenuti fluttuavano di circa 0,3 unità tra loro. Come si può osservare, non si tratta di 1-2 gradi, ma quando le variazioni di temperatura diventano cospicue la cosa diventa più critica. Si consiglia spesso di non far scorrere il cavo delle sonde di misurazione parallelamente a quello della corrente oppure di porlo nei pressi di grandi masse metalliche, per esempio una grande bombola di anidride carbonica. Si dice che il campo magnetico generato possa determinare notevoli variazioni dei risultati misurati. In pratica non mi è noto alcun caso del genere, ma soltanto esempi contrari. A scopo sperimentale, ho posizionato grandi magneti nei pressi degli apparecchi di misurazione, sonde e cavi, senza mai ottenere variazioni nei valori misurati. Talvolta possono essere stati responsabili delle variazioni gli accenditori delle lampade T5, perlomeno è quanto mi viene riferito da vari circoli acquariofili. Se questo sia dipeso da una insufficiente schermatura degli apparecchi di misurazione, oppure da accenditori poco affidabili è difficile affermarlo. In questa sede, ad ogni modo, ci è parso corretto riferirlo. Le sonde per il pH in acquariologia vengono solitamente collegate per mezzo di uno spinotto BNC. Fintanto che gli attacchi sono identici si possono utilizzare sonde di diversi produttori. Nel caso di attacchi diversi è necessario avvalersi eventualmente di un adattatore. Di regola le sonde di pH dispongono di un cavo da 2 metri. Se si ha bisogno di una lunghezza superiore, sono disponibili delle apposite prolunghe; in alcune sonde il cavo può essere sostituito direttamente nel corpo della sonda, oppure si acquista direttamente un elettrodo con un cavo più lungo. Fino a 5 metri non ci sono problemi, le cose procedono bene anche fino a 10 metri. Se però il cavo è ancora più lungo, deve essere installato un amplificatore intermedio. Quale apparecchio scegliere tra le molteplici offerte, dipende dalle esigenze. Se si desidera determinare il valore di pH in vari acquari, è sufficiente un dispositivo portatile a batteria. Questo è trasportabile, non si deve disporre di una presa nelle vicinanze ed è impiegabile anche durante una escursione. Attenzione però al fatto che gli apparecchi simili a delle penne, senza la possibilità di effettuare una calibrazione su due punti, non possono essere calibrati correttamente. Non bisognerebbe scegliere per forza il dispositivo più economico. Dato che gli elettrodi di pH sono materiali di consumo, ogni paio di anni, a volte anche più spesso, è necessario procurarsene uno nuovo. Nel caso degli apparecchi di misurazione a penna ora citati, la sonda di frequente non è asportabile e si deve sostituire tutto il dispositivo. In prevalenza, però, questi misuratori non sono più costosi di una sonda da misurazione e non sussiste quindi alcun problema. Se oltre a misurare in modo passivo si vuole anche effettuare una regolazione, si può prendere in considerazione un solo apparecchio di misura-regolazione che sia in grado, attraverso una presa azionabile, di far funzionare una pompa dosatrice o una valvola a magnete. Questi apparecchi, però, spesso possono regolare solo in una direzione, solitamente riducendo il valore di pH. Pochi non sono azionabili, tuttavia è l’acquariofilo a decidere in precedenza quale direzione di regolazione desidera. È importante, qualora si voglia dosare acqua calcarea attraverso il controllo del pH, perché ciò non funziona con tutti gli apparecchi. Regolare in entrambe le direzioni e decidere in aggiunta autonomamente quale direzione è necessaria dopo l’indicazione di un valore richiesto e una isteresi di azionamento è una cosa possibile per mezzo dei computer per acquari. Più l’isteresi è ridotta più elevata è l’esattezza di regolazione, ma anche la frequenza di azionamento, sicché l’apparecchio interverrà più spesso. Allo scopo di limitarlo, si dovrebbe incrementare l’isteresi, fintanto che questo sa consentito dal dispositivo. Anche la misurazione di valori di pH in molteplici acquari in questo modo è possibile, ed eventualmente anche meno dispendiosa rispetto all’acquisto di singoli apparecchi di misurazione e regolazione per ciascuna vasca. Inoltre, i valori misurati dal computer, previo un adeguato equipaggiamento, sono consultabili anche via Internet o cellulare. Si tratta di una possibilità interessante per tutti coloro che sono occupati nel campo dell’acquariologia e che desiderano controllare giornalmente i valori senza doversi trovare sul posto.