Potenciometr (pH metr) Pro co to funguje a jak to funguje

A potenciometr je zařízení, které se používá k měření rozdílu potenciálu mezi pracovní elektrodou a referenční elektrodou, když jsou oba ponořeny do roztoku, jehož kyselost nebo zásaditost má být stanovena, což jej vyjadřuje jako pH.

Tímto způsobem se potenciometrie týká analytické metody použité při stanovení koncentrace iontů H⁺ v látce, která je v roztoku, pomocí potenciometru a dvou elektrod uvedených výše.

V případě referenční elektrody má na rozdíl od pracovní elektrody známý, konstantní a stabilní potenciál. Potenciál, který se vyvíjí v této poslední elektrodě, se mění v závislosti na koncentraci iontů H⁺ které jsou v roztoku.

Tento potenciál je také velmi ovlivněn teplotou, při které se měření provádí.

Index

• 1 Na co se používá??
• 2 Jak to funguje?
  • 2.1 Elektrody
  • 2.2 Kalibrace potenciometru
• 3 Odkazy

Na co to je??

Existuje velký počet procesů, které se provádějí v průmyslové sféře - jako je výroba léčiv, zpracování potravin a čištění vody - které jsou vysoce citlivé na změny hodnot pH. Z tohoto důvodu je jeho správné měření tak důležité.

Jak bylo uvedeno výše, pH je parametr používaný k měření kyselosti nebo zásaditosti roztoku, který je ve vodné fázi, analýzou koncentrace iontů H⁺ v roztoku. Potom se hodnota pH vypočte podle následující rovnice:

pH = -log [H⁺]

Potenciometr se tedy používá k měření pH látky v roztoku.

Když je potenciometr připojen ke dvěma elektrodám ponořeným do analyzovaného roztoku, detekuje rozdíl potenciálu mezi pracovní elektrodou a referenční elektrodou, zesílí tento signál a převede ho na hodnotu pH pomocí výše popsané rovnice..

Jak to funguje?

Činnost potenciometru je založena na mechanismu elektrochemického článku, kde jsou zahrnuty ionty H⁺ v chemické reakci buňky k určení koncentrace těchto iontů v roztoku a tímto způsobem se dosáhne hodnoty pH stejné.

Pokud je žádoucí měřit pH roztoku potenciometricky, použije se potenciometr a elektroda; první je zařízení, které určuje pH, zatímco druhé je založeno na kombinaci referenční elektrody a dalšího měření, které je citlivé na analyty.

V tomto smyslu je vytvořen obvod, kde elektrický proud protéká mezi elektrodami a roztokem, kde vykonávají funkci baterie, když jsou ponořeny do výše uvedeného řešení..

Tímto způsobem je potenciometr navržen tak, aby generoval napětí rovné nule (v jednotkách milivoltů), když máte hodnotu pH rovnou sedmi; to je neutrální.

Podobně, když je zaznamenáno zvýšení potenciálních hodnot (s kladnými čísly), znamená to, že jsou nižší hodnoty pH, a když dojde k poklesu těchto hodnot - to znamená, že růst směrem k záporným číslům - jeden mluví o vyšších hodnotách pH.

Elektrody

Měřící (nebo pracovní) elektroda se skládá ze zařízení, ve kterém se provádí studovaná reakce (oxidace nebo redukce)..

Ačkoli existuje mnoho typů, je obvykle vyrobeno ze skla, tvořeného velmi tenkou skleněnou membránou, která má propustnost pro ionty H.⁺ média, ve kterém je.

Umístěním tohoto roztoku do roztoku, který má pH odlišné od pH roztoku přítomného v buňce, je mezi oběma plochami membrány vytvořen potenciální rozdíl a tento rozdíl může být registrován pomocí referenční elektrody..

Na druhé straně je referenční elektrodou zařízení, které má vlastnosti stabilního potenciálu a známé hodnoty, které se normálně používá jako anoda v elektrochemickém článku..

Příkladem tohoto typu elektrody je ten, který se skládá ze stříbrného kabelu, který je potažen chloridem stříbrným a ponořen do roztoku zředěné kyseliny chlorovodíkové nebo referenční elektrody nasycené kalomelem, jak je znázorněno na obrázku. na obrázku níže.

Potenciometr tak určuje rozdíl potenciálu, který je generován mezi elektrodami, i když pouze potenciál pracovní elektrody závisí na koncentracích iontových druhů..

Kalibrace potenciometru

Kalibrace potenciometru musí být provedena pomocí známých pufrových roztoků (nazývaných také pufry nebo pufrovací roztoky), které se skládají ze systémů s prakticky neměnným pH, které obsahují slabou látku a její konjugované druhy..

Každý pufrový roztok má specifické pH, které může být kyselé (pH<7), básico (pH>7) nebo neutrální (pH = 7) a mohou být zakoupeny komerčně již standardizované nebo připravené v laboratoři s certifikovanými činidly a použitím zavedených a validovaných postupů.

Vzhledem k tomu, že potenciometry měří hodnotu pH v rozsahu, který je považován za široký, musí být známo, zda analyt má hodnotu pH vyšší nebo nižší než sedm, aby bylo možné provést správnou kalibraci.

U vzorků, u nichž se předpokládá, že pH bude zásadité, je třeba kalibrovat pufrovým roztokem o hodnotě pH rovnou sedmi a dalším vyšším pH (normálně o hodnotě pH deset)..

Na druhé straně, u vzorků s očekávaným pH kyselinového typu, je kalibrován pufrovacím roztokem o hodnotě pH rovné sedmi a další s nižším pH (obvykle se používá pH čtyři)..

Nakonec se musí provést rekalibrace tohoto měřicího přístroje před a po každém použití, přičemž se zaznamenají jeho výsledky, včetně data a času, kdy byly provedeny, a vlastností pufrovacích roztoků použitých k jeho kontrole..

Odkazy

1. Wikipedia. (s.f.). pH metr. Zdroj: es.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemie, deváté vydání. (McGraw-Hill).
3. Westcott, C. (2012). Měření Ph. Citováno z knih.google.co.ve
4. Nielsen, C. (1996). Správa analytické laboratoře: prostý a jednoduchý. Citováno z knih.google.co.ve
5. Kenkel, J. (2010). Analytická chemie pro techniky, třetí vydání. Citováno z knih.google.co.ve
6. Kabel, M. (2005). Kalibrace: Průvodce technikem. Citováno z knih.google.co.ve