Hi Tommy,
It’s a very deep and interesting subject so I will try and explain as best I can in an email.
The important thing to remember through this discussion is that most test equipment used in an aquarium is designed for lab use.
Experiments in labs are most often used in buffered solutions (high KH) to make them pH stable.
So pH is just a ratio of +/- ions unlike popular understanding it does not directly show the energy of the solution (substance).
To use an analogy a balance bar (scales) with a matching ball on either side would be balanced (if this was +/- ions it would be ph 7).
Also a balance bar with a billion balls on each side would also balance (so would also be ph 7) but with different power. The weight or amount of ball in this analogy is the ionic strength and most often measured in KH (or alkalinity) it’s the third dimension in understanding pH. As you can imagine it would be difficult to use the same balance bar for both tests as it would most likely lack sensitivity. Would you use the same microphone to listen to a mouse as an aircraft taking off or the same scales to weight a diamond as an elephant and expect them to work? Obviously not but this is what we tend to do with pH – take a one device fits all approach.
So the tests.
All pH liquid test will have a PH themselves (they are liquid) so if the ionic strength of the solution you are testing is lower than that of the test kits then it will not pull the test kit away from its own pH point. The lower the KH the less chance you achieve this. Different test kits will have a different pH to try and help overcome this. A normal range may have a pH of 7 where as a low range may have a pH or 4. This means you can get very different results depending on your KH level.
Dip strips these have some of the issues you see in the test kits as depending on range they have different set pH set points. This technology although harder to read is more sensitive to low KH as less signal strength is needed for the reaction which is why we based our technology on a similar chemistry.
ISE PH probes. The use of probes in low KH is limited as until you get to equipment at a very high cost they will be un responsive. In fact the wider industry out there acknowledges this openly. This link from one of the world’s largest resellers of pH probes explains more:http://fscimage.fishersci.com/cmsassets/downloads/segment/Scientific/pdf/WaterAnalysis/Method_TB501_Low_Ionic_Strength_pH_Samples_255031-001_A.pdf
Part of the confusion is caused by the fact the consumer is given buffered solutions with high ionic strengths to calibration so of course the probe shows an accurate response. The user then places the pH probe in a low KH solution and expects it to respond, the chances are it won’t move from its set point of 7 (+/- calibration values).
So in a nut shell different test methodologies will give different values at lower kH depending on sensitivity.
The lower the sensitivity of the test equipment the less chance of an accurate response (targeting).
The main issue is one that the consumer will often want to believe one system over another, and more often it is the one that tells then what they want to hear. Ask yourself with a low KH should you really not be expect to see pH swings when basic chemistry should dictate you would?
The less KH the greater the pH can swing.
Konstig förklaring. pH är antalet bollar, det är det man mäter. Vilket framgår av formeln pH = -log[H+], eventuellt med ett inpetat om man vill vara modernare. Antal, det är i a f just det man mäter. Vilket inte innebär att det skulle vara lätt att mäta pH i rent vatten, det är det inte. Men det beror snarare på att mätningen så lätt störs, inte minst av det man mäter med.
Så, vad gör man då? Ja även om det faktiskt blivit tio gånger fler vätejoner och tio gånger färre hydroxyljoner när pH går från 7 till 6 så är det inte så fantastiskt viktigt att mäta exakt ändå. I labbmiljö kanske man måste ha ett pH som är exakt till hundradelen men det spelar ingen som helst roll i ett akvarium. Vilket pH är 6.8 eller 7.0, det behöver man inte hänga upp sig på, det intressanta är att veta att det inte är 5 eller 8. Finliret kan man alltså skippa, lämna det till de som har behov av det.
Alltså kan dropptest duga till att se på ett ungefär var man ligger. Fast visst, det är lite obehagligt det där att man ska jämföra färger och det kan kännas osäkert, särskilt om färgseendet inte är perfekt så blir det osäkert. Alternativet är då att köpa en pH-penna. Man kan köpa en sån i Sverige som är fullt funktionell för säg 300 - 500. Dyrare än ett dropptest men också klart bättre. Letar man på typ ebay så hittar man billigare ändå men det kan vara lite lurigt att avgöra vad man får för pengarna.
Med pennan så ska man inte avgöra om det är rött eller väldigt rött utan man får klara besked, det står 6.5 och det är ju enkelt att läsa av, inga konstigheter så långt. Fast det är som med termometern, det där att det står att det är 21.7 grader, det behöver inte vara så där alldeles sant. Det finns alltid en osäkerhet. Precis som med termometern så får man i viss mån vad man betalar för, vill man ha det exakt så blir det till att ta ett djupt tag i plånboken. Fast som sagt, så noga är det inte i det här sammanhanget så det är motiverat.
Sen är det ju inte bara det där med utrustningen, det hänger på den som hanterar den också. Spelar ingen roll hur bra grejor man köper om det är en klant som mäter, det blir aldrig bra. Nu är det ju inte labbnoggrannhet vi ska ha så det är inte så kitsligt men här är i alla fall en procedur som ska ge tillräckligt bra svar för det vi vill veta.
1 Köp inte skit. Nåt för en femtilapp till blomkrukor, glöm det. Jag tror att man ska upp till i alla fall ett par hundringar om det inte ska vara bortkastade pengar.
2 Kalibrera. Man har en burk med känt pH och mäter där och justerar sen mätaren så den visar rätt.
3 Håll ordning på temperaturen. Köper man bra grejor så kompenserar de för temperatur, om inte så blir det fel om man mäter annat än vid den temperatur som mätaren är kalibrerad för.
4 Skölj. Innan och mellan, mätning och kalibrering, skölj och skölj igen. Är det nåt kvar på mätkroppen så stör det mätningen så skölj igen. Och skölj med rent vatten, osmos eller destillerat, inte från kranen.
5 Rör mätaren när man mäter. Annars kan mätkroppen påverka just där man mäter så det blir fel. Viktigt just i rent vatten, där slår det fel annars.
Tja ungefär så, det man får fram då, det duger till akvarier även om det kanske inte skulle tillfredsställa en analytisk kemist.
När det gäller nitrat, ungefär samma där, det är inte så kitsligt noga. Vilket det är 20 eller 30, det är inte hela världen. Det man vill ha koll på är att det inte är 100. I alla fall i sötvatten, för koraller är det en annan historia. Dropptester duger men det kan vara skillnad på fabrikat. Jag har använt JBL och det funkar.
Även för nitrat finns det pryttlar där man inte jämför med en färgskala utan får ett värde direkt. Fast det är liksom lite annan prisnivå på sånt. Är man riktigt hardcore så må det vara men normalt så kan det få duga med dropptest.
