pH-Messung mit einer Minielektrode 1 Neue Minielektrode (links

pH-Messung mit einer Minielektrode
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Neue Minielektrode (links) und die bislang bekannte Elektrode mit Zylindermembran (rechts).
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Die Minielektrode beim Messen
Die Kenntnis des pH-Wertes kann Aufschluß über die Alterungsbeständigkeit von Papier geben, da
Papiere mit saurem pH-Wert als weniger alterungsbeständig gelten als solche mit einem neutralen
bis alkalischen Wert. Die Messung gibt Informationen über den Ist-Zustand eines Objektes und
dient ferner der Kontrolle, ob restauratorische Maßnahmen, z.B. Entsäuerung oder Einbringen einer
alkalischen Reserve, erfolgreich waren. Grundsätzlich werden in der restauratorischen Praxis zwei
Arten von Messungen verwendet: entweder die Messung des pH-Wertes an der Oberfläche oder die
Messung des wäss-rigen Extraktes. Üblicherweise wird die Oberflächenmessung angewendet, weil
für die zweite eine nicht unerhebliche Probenmenge erforderlich ist, die von wertvollen Originalen
nicht erbracht werden kann. (Für eine standardgemäße pH-Messung im Kaltextrakt wird l g Papier
benötigt, das ist ca. eine halbe DIN A4 Seite; siehe z.B. TAPPI Standard T 509 os-77.) Allgemein
gilt die Messung im Kaltextrakt wegen der größeren Menge des zur Verfügung stehenden Wassers
und der zeitlichen Dauer der Extraktion als genauer und daher der Oberflächenmessung
vorzuziehen.
Um die benötigte Probengröße zu minimieren, wurde auf Initiative von Robert Fuchs, FH Köln,
eine Mini-Glaselektrode, d.h. eine Einstab-meßkette mit Zylindermembran von 5,5 mm
Durchmesser und 30 mm Schaftlänge, angefertigt. Das Diaphragma der Mini-Elektrode befindet
sich dicht an der Zylinderspitze, daß diese nur zwei bis drei Millimeter in eine Lösung eingetaucht
werden muß und sich die Menge des zu messenden Extraktes auf 0,01 ml reduziert.
Vor dem ersten Gebrauch und vor Messungen nach längerer Arbeitsunterbrechung muß die
Glaselektrode mindestens 12 Stunden in demineralisiertem Wasser gewässert werden. In der letzten
Viertelstunde sollte das Wasser auf dem Magnetrührer bewegt werden. Nach dem Vorquellen wird
die Elektrode an einen vorhandenen pH-Meter (z.B. von Knick) angeschlossen. Anschließend
erfolgt das Kalibrieren der Elektrode mittels Standardlösungen, zuerst durch Einstellen des
Nullpunktes (pH 7), dann der Steilheit (pH 4 und 9,2). Toleranzen bis 0,2 pH wurden dabei akzeptiert. Während jeder Messung muß die Lösung bewegt werden. Der pH-Wert wird nach zwei
Minuten abgelesen. Zur Daueraufbewahrung der Elektrode im Ruhezustand wird eine Gummikappe
mitgeliefert, die den Elektrodenschaft zwar dicht umschließt, allerdings kaum Platz für die
üblicherweise zur Aufbewahrung empfohlene Kaliumchloridlösung läßt. Diese war bereits nach
wenigen Tagen verdunstet. Da es Herstellerempfehlungen gibt, die Elektrode überhaupt trocken
aufzubewahren, wenn sie längere Zeit nicht benutzt wird, dürfte dieser Umstand keinen Nachteil
bewirken.
Die benötigte Probengröße beträgt im Schnitt ca. 3 mm2; das ist ein Span von z.B. l x 3 mm, also
eine Menge, die im Bedarfsfall am Rand oder an Fehlstellen eines Objekts abgezupft werden
könnte. Die Proben werden in die Näpfchen einer Microtitrierplatte (Belo Restaurierungsgeräte
GmbH) gegeben und mit de-mineralisiertem Wasser bis dicht unter die Oberkante der Näpfchen
aufgefüllt. Das Befüllen der Näpfchen mit Wasser erfolgt dabei durch eine Einwegpipette; ca. sechs
Tropfen genügen. Diese entsprechen einer Menge von 150 pl. Die so vorbereiteten Proben werden
vor der Messung auf dem Magnetrührer mit den Microrührern (2x5 mm) eine Stunde lang bewegt.
Danach taucht man die Spitze der Elektrode bis dicht über den kleinen Rührmagneten, so daß er
sich noch drehen kann. Durch die Kapillarkraft bildet sich außen ein erhöhter Tropfenrand, der die
Elektrode gut bedeckt. Nach ca. 1-2 Minuten wird der entsprechende pH-Wert am pH-Meter
abgelesen.
Außer der Minielektrode werden pH-Meter, Elektrodenstativ, Einwegpipetten, Microtitrierplatte
und -rührer benötigt.
 Im Set: l Mimelelektrode CMAW76/4/ 5-SC/30 mm (Starna GmbH, 64319 Pfungstadt,
Germany), l Microtitrierplatte und 5 Microrührer, EUR 210 zzgl. MwSt. Vertrieb: BELO
Restaurierungsgeräte GmbH, Wiesenstr. 14, 79585 Steinen, Germany, Tel. +49-7627-1703,
Fax +49-7627-972084, [email protected]
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Eva-Katharina Nebel, Köln