Potenciometer (pH meter) Pre čo to funguje a ako to funguje



potenciometer je zariadenie používané na meranie potenciálneho rozdielu medzi pracovnou elektródou a referenčnou elektródou, keď sú obidva ponorené v roztoku, ktorého kyslosť alebo zásaditosť sa má určiť, vyjadrujúc ho ako pH.

Týmto spôsobom sa potenciometria vzťahuje na analytickú metódu použitú na stanovenie koncentrácie iónov H+ v látke, ktorá je v roztoku, pomocou potenciometra a dvoch elektród uvedených vyššie.

V prípade referenčnej elektródy má na rozdiel od pracovnej elektródy známy, konštantný a stabilný potenciál. Potenciál, ktorý sa vyvíja v tejto poslednej elektróde, sa mení v závislosti od koncentrácie iónov H+ ktoré sú v roztoku.

Tento potenciál je tiež značne ovplyvnený teplotou, pri ktorej sa meranie vykonáva.

index

  • 1 Na čo sa používa??
  • 2 Ako to funguje?
    • 2.1 Elektródy
    • 2.2 Kalibrácia potenciometra
  • 3 Odkazy

Na čo slúži??

Existuje veľký počet procesov, ktoré sa vykonávajú v priemyselnej sfére - ako je výroba liekov, spracovanie potravín a čistenie vody - ktoré sú vysoko citlivé na variácie hladín pH. Preto je jeho správne meranie také dôležité.

Ako je uvedené vyššie, pH je parameter používaný na meranie kyslosti alebo zásaditosti roztoku, ktorý je vo vodnej fáze analýzou koncentrácie iónov H+ v roztoku. Potom sa hodnota pH vypočíta podľa nasledujúcej rovnice:

pH = -log [H+]

Potenciometer sa teda používa na meranie pH látky v roztoku.

Keď je potenciometer pripojený k dvom elektródam ponoreným do analyzovaného roztoku, deteguje potenciálový rozdiel medzi pracovnou elektródou a referenčnou elektródou, zosilňuje tento signál a prevádza ho na hodnotu pH pomocou vyššie opísanej rovnice..

Ako to funguje?

Činnosť potenciometra je založená na mechanizme elektrochemického článku, kde sú prítomné ióny H+ v chemickej reakcii bunky na určenie koncentrácie týchto iónov v roztoku a týmto spôsobom sa získa hodnota pH \ t.

Ak je potrebné merať pH roztoku potenciometricky, použije sa potenciometer a elektróda; prvé je zariadenie, ktoré určuje pH, zatiaľ čo druhé je založené na kombinácii referenčnej elektródy a ďalšieho merania, ktoré je citlivé na analyty.

V tomto zmysle je vytvorený okruh, kde elektrický prúd prúdi medzi elektródami a roztokom, kde vykonávajú funkciu batérie, keď sú ponorené do vyššie uvedeného riešenia..

Týmto spôsobom je potenciometer navrhnutý tak, aby generoval napätie rovné nule (v jednotkách milivoltov), ​​keď máte hodnotu pH rovnú sedem; to je neutrálne.

Podobne, ak je zaznamenané zvýšenie potenciálnych hodnôt (s kladnými číslami), znamená to, že sú nižšie hodnoty pH, a ak sa tieto hodnoty znižujú - to znamená, že rast smerom k záporným číslam - jeden hovorí o vyšších hodnotách pH.

elektródy

Meracia (alebo pracovná) elektróda sa skladá zo zariadenia, v ktorom sa skúmaná reakcia vykonáva (oxidácia alebo redukcia)..

Hoci existuje mnoho typov, je zvyčajne vyrobené zo skla, tvoreného veľmi tenkou sklenenou membránou, ktorá má priepustnosť pre ióny H.+ média, v ktorom je.

Umiestnením tohto roztoku do roztoku, ktorý má pH odlišné od pH roztoku nachádzajúceho sa v bunke, sa vytvorí rozdiel potenciálov medzi dvoma plochami membrány a tento rozdiel sa môže zaregistrovať pomocou referenčnej elektródy..

Na druhej strane, referenčná elektróda je zariadenie, ktoré má charakteristiky stabilného potenciálu a známej hodnoty, ktorá sa normálne používa ako anóda v elektrochemickom článku..

Príkladom tohto typu elektródy je ten, ktorý sa skladá zo strieborného kábla, ktorý je potiahnutý chloridom strieborným a ponorený do roztoku zriedenej kyseliny chlorovodíkovej alebo referenčnej elektródy nasýtenej kalomelom, ako je znázornené na obrázku. na obrázku nižšie.

Potenciometer teda určuje rozdiel potenciálu, ktorý je generovaný medzi elektródami, hoci len potenciál pracovnej elektródy závisí od koncentrácií iónových druhov..

Kalibrácia potenciometra

Kalibrácia potenciometra sa musí vykonať pomocou známych tlmivých roztokov (nazývaných tiež tlmivé roztoky alebo tlmivé roztoky), ktoré pozostávajú zo systémov s prakticky nemenným pH, ktoré obsahujú slabú látku a jej konjugované druhy..

Každý tlmivý roztok má špecifické pH, ktoré môže byť kyslé (pH<7), básico (pH>7) alebo neutrálne (pH = 7) a môžu byť zakúpené komerčne už štandardizované alebo pripravené v laboratóriu s certifikovanými činidlami a použitím zavedených a validovaných postupov.

Keďže potenciometre merajú hodnotu pH v rozsahu, ktorý sa považuje za široký, musí byť známe, či analyt má hodnotu pH vyššiu alebo nižšiu ako sedem na vykonanie správnej kalibrácie..

Pre vzorky, ktorých pH sa očakáva, že sú zásadité, by sa preto mal kalibrovať tlmivým roztokom s hodnotou pH rovnajúcou sa siedmim a iným vyšším pH (zvyčajne sa používa pH 10)..

Na druhej strane, pre vzorky s očakávaným pH kyselinového typu sa kalibruje tlmivým roztokom s hodnotou pH rovnou sedem a ďalšou s nižším pH (zvyčajne sa používa pH štyri)..

Nakoniec sa musí vykonať rekalibrácia tohto meracieho prístroja pred a po každom použití, pričom sa zaznamenajú jeho výsledky, vrátane dátumu a času, kedy boli vykonané, a vlastností tlmivých roztokov použitých na jeho kontrolu..

referencie

  1. Wikipedia. (N. D.). pH meter. Zdroj: es.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. (McGraw-Hill).
  3. Westcott, C. (2012). Ph merania. Zdroj: books.google.co.ve
  4. Nielsen, C. (1996). Riadenie analytického laboratória: jednoduché a jednoduché. Zdroj: books.google.co.ve
  5. Kenkel, J. (2010). Analytická chémia pre technikov, tretie vydanie. Zdroj: books.google.co.ve
  6. Cable, M. (2005). Kalibrácia: Príručka pre technika. Zdroj: books.google.co.ve