Potentsiomeeter (pH-meeter), mida see toimib ja kuidas see toimib



A potentsiomeeter on seade, mida kasutatakse tööelektroodi ja võrdluselektroodi vahelise potentsiaalse erinevuse mõõtmiseks, kui mõlemad on sukeldatud lahusesse, mille happesus või aluselisus määratakse, väljendades seda pH-na..

Sel viisil viitab potentsiomeetria H-i kontsentratsiooni määramisel kasutatud analüüsimeetodile+ lahuses olevas aines, kasutades potentsiomeetrit ja kahte eespool nimetatud elektroodi.

Võrdluselektroodi puhul on see erinevalt tööelektroodist teadaolev, püsiv ja stabiilne potentsiaal. Selles viimases elektroodis tekkiv potentsiaal varieerub proportsionaalselt H ioonide kontsentratsiooniga+ mis on lahuses.

Seda potentsiaali mõjutab suuresti ka temperatuur, mille juures mõõtmine toimub.

Indeks

  • 1 Milleks seda kasutatakse??
  • 2 Kuidas see toimib?
    • 2.1 Elektroodid
    • 2.2 Potentsiomeetri kalibreerimine
  • 3 Viited

Mis see on??

Tööstusvaldkonnas on palju protsesse, nagu ravimite tootmine, toiduainete töötlemine ja vee puhastamine, mis on väga tundlikud pH taseme muutuste suhtes. Seetõttu on selle õige mõõtmine nii oluline.

Nagu eelnevalt mainitud, on pH väärtus, mida kasutatakse vesifaasis oleva lahuse happesuse või leelisuse mõõtmiseks, analüüsides H ioonide kontsentratsiooni.+ lahuses. Seejärel arvutatakse pH väärtus järgmise võrrandi abil:

pH = -log [H+]

Seega kasutatakse potentsiomeetrit lahuse pH väärtuse mõõtmiseks.

Kui potentsiomeeter on ühendatud analüüsitavasse lahusesse sukeldatud kahe elektroodiga, tuvastab see tööelektroodi ja võrdluselektroodi vahelise potentsiaalse erinevuse, võimendades seda signaali ja muutes selle pH-väärtuseks, kasutades ülalkirjeldatud võrrandit..

Kuidas see toimib?

Potentsiomeetri töö põhineb elektrokeemilise raku mehhanismil, kus H-ioonid on seotud+ raku keemilises reaktsioonis, et määrata nende ioonide kontsentratsioon lahuses ja saada sel viisil sama pH väärtus.

Kui soovitakse mõõta lahuse pH potentsiomeetria abil, kasutatakse potentsiomeetrit ja elektroodi; esimene on seade, mis määrab pH väärtuse, samas kui teine ​​põhineb võrdluselektroodi ja teise analüütidele tundliku mõõtmise kombinatsioonil..

Selles mõttes moodustatakse vooluahel, kus elektrivool voolab elektroodide ja lahuse vahele, kus nad avaldavad patarei funktsiooni, kui need on ülalmainitud lahusesse sukeldatud..

Sel viisil on potentsiomeeter konstrueeritud genereerima pinge, mis on võrdne nulliga (millivoltiühikutes), kui pH on võrdne seitsmega; see on neutraalne.

Samamoodi, kui registreeritakse potentsiaalsete väärtuste suurenemine (positiivsete arvudega), siis tähendab see, et pH-väärtused on madalamad ja kui nende väärtuste vähenemine - see tähendab kasvu negatiivsete numbrite suunas - räägib kõrgematest väärtustest pH.

Elektroodid

Mõõtmis- (või töötav) elektrood koosneb seadmest, kus toimub uuritav reaktsioon (oksüdatsioon või redutseerimine)..

Kuigi on palju liike, on see tavaliselt valmistatud klaasist, mis koosneb väga õhukestest membraanidest, millel on H-ioonide läbilaskvus.+ meedias, milles see on.

Selle asetamisega lahusesse, mille pH on erinev rakus olevast lahusest, tekib membraanide kahe pinna vahel potentsiaalne erinevus ja seda erinevust saab registreerida võrdluselektroodi abil..

Teisest küljest on võrdluselektrood seade, millel on stabiilse potentsiaali ja teadaoleva väärtusega omadused, mida tavaliselt kasutatakse elektrokeemilises rakus anoodina..

Sellist tüüpi elektroodi näide on hõbe-kloriidiga kaetud hõbedast kaabel, mis on kastetud lahjendatud vesinikkloriidhappe või võrdluselektroodi küllastunud kalomeli lahusesse. alloleval joonisel.

Seega määrab potentsiomeeter elektroodide vahel tekkinud potentsiaali erinevuse, kuigi ainult tööelektroodi potentsiaal sõltub ioonide liikide kontsentratsioonist..

Potentsiomeetri kalibreerimine

Potentsiomeetri kalibreerimine peab toimuma tuntud puhverlahuste (nn puhverlahuste või puhverlahuste) abil, mis koosnevad praktiliselt muutumatut pH-d sisaldavatest süsteemidest, mis sisaldavad nõrka ainet ja selle konjugeeritud liike..

Igal puhverlahusel on spetsiifiline pH, mis võib olla happeline (pH<7), básico (pH>7) või neutraalsed (pH = 7) ja neid saab osta kaubanduslikult juba standardiseeritud või laboris valmistatud sertifitseeritud reaktiividega ning kehtestatud ja valideeritud protseduuride abil..

Kuna potentsiomeetrid mõõdavad pH väärtust vahemikus, mida peetakse laieks, peab olema teada, kas analüüdi pH on kõrgem või madalam kui seitse, et jätkata õiget kalibreerimist.

Niisiis, proovide puhul, mille pH on eeldatavasti aluseline, tuleks kalibreerida puhverlahusega, mille pH on võrdne seitsmega ja teine ​​pH kõrgem (tavaliselt kasutatakse pH väärtust kümme)..

Teisest küljest kalibreeritakse proovide puhul, mille pH on eeldatavasti happeline, puhverlahusega, mille pH on võrdne seitsmega ja teine ​​madalama pH-ga (tavaliselt kasutatakse pH väärtust neli)..

Lõpuks tuleb läbi viia selle mõõtevahendi ümberkalibreerimine enne ja pärast iga kasutamist, registreerides selle tulemused, sealhulgas nende tegemise kuupäev ja kellaaeg ning selle kontrollimiseks kasutatud puhverlahuste omadused..

Viited

  1. Wikipedia. (s.f.). pH-meeter. Välja otsitud es.wikipedia.org-st
  2. Chang, R. (2007). Keemia, üheksas väljaanne. (McGraw-Hill).
  3. Westcott, C. (2012). Ph mõõtmised. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve
  4. Nielsen, C. (1996). Analüütilise laboratooriumi haldamine: tavaline ja lihtne. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve
  5. Kenkel, J. (2010). Analüütiline keemia tehnikutele, kolmas väljaanne. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve
  6. Cable, M. (2005). Kalibreerimine: tehniku ​​juhend. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve