Potenciometer (pH meter) Za kaj služi in kako deluje

A potenciometer je naprava, ki se uporablja za merjenje razlike v potencialu med delovno elektrodo in referenčno elektrodo, kadar sta oba potopljena v raztopino, katere kislost ali bazičnost je treba določiti, izraža pa jo kot pH.

Na ta način se potenciometrija nanaša na analitično metodo, ki se uporablja pri določanju koncentracije ionov H⁺ v snovi, ki je v raztopini, z uporabo potenciometra in dveh zgoraj omenjenih elektrod.

V primeru referenčne elektrode ima znan, stalen in stabilen potencial za razliko od delovne elektrode. Potencial, ki se razvije v tej zadnji elektrodi, se spreminja sorazmerno s koncentracijo ionov H⁺ ki so v rešitvi.

Na ta potencial močno vpliva tudi temperatura, pri kateri se izvaja meritev.

Indeks

• 1 Za kaj se uporablja??
• 2 Kako deluje?
  • 2.1 Elektrode
  • 2.2 Kalibracija potenciometra
• 3 Reference

Za kaj je??

Obstaja veliko procesov, ki se izvajajo na industrijskem področju - kot so proizvodnja zdravil, predelava hrane in čiščenje vode -, ki so zelo občutljivi na nihanja pH vrednosti. Zato je njegova pravilna meritev tako pomembna.

Kot je bilo že omenjeno, je pH parameter, ki se uporablja za merjenje kislosti ali alkalnosti raztopine, ki je v vodni fazi z analizo koncentracije ionov H⁺ v raztopini. Nato se vrednost pH izračuna po naslednji enačbi:

pH = -log [H⁺]

Potenciometer se torej uporablja za merjenje pH snovi v raztopini.

Ko je potenciometer priključen na obe elektrodi, potopljeni v raztopino, ki jo analiziramo, zazna potencialno razliko med delovno elektrodo in referenčno elektrodo, ki ojača ta signal in ga pretvori v pH vrednost z zgoraj opisano enačbo..

Kako deluje?

Delovanje potenciometra temelji na mehanizmu elektrokemijske celice, kjer sodelujejo ioni H⁺ v kemijski reakciji celice, da določi koncentracijo teh ionov v raztopini in tako pridobi pH istega \ t.

Če želimo izmeriti pH raztopine s potenciometrijo, uporabimo potenciometer in elektrodo; prva je naprava, ki določa pH, drugi pa temelji na kombinaciji referenčne elektrode in druge meritve, ki je občutljiva na analite..

V tem smislu se tvori vezje, kjer električni tok teče med elektrodama in raztopino, kjer izvajajo funkcijo akumulatorja, ko so potopljene v omenjeno raztopino..

Na ta način je potenciometer zasnovan tako, da proizvede napetost, ki je enaka nič (v enotah milivoltov), ​​kadar imate pH enak sedem; to je nevtralno.

Podobno, ko se zabeleži povečanje potencialnih vrednosti (s pozitivnimi številkami), to pomeni, da so vrednosti pH nižje, in ko se zmanjšajo te vrednosti, to pomeni, da je rast proti negativnim številkam - govori o višjih vrednostih. pH.

Elektrode

Merilna (ali delovna) elektroda je sestavljena iz naprave, kjer se izvaja reakcija, ki se preučuje (oksidacija ali redukcija)..

Čeprav obstaja več vrst, je običajno izdelan iz stekla, sestavljen iz zelo tanke steklene membrane, ki ima prepustnost za ione H.⁺ medij, v katerem je.

Z namestitvijo v raztopino, ki ima pH, ki je drugačen od pH raztopine, prisotne v celici, se generira razlika med potencialoma obeh ploskev membrane in ta razlika se lahko registrira s pomočjo referenčne elektrode..

Po drugi strani je referenčna elektroda naprava, ki ima lastnosti stabilnega potenciala in znano vrednost, ki se običajno uporablja kot anoda v elektrokemični celici..

Primer te vrste elektrode je tista, ki je sestavljena iz srebrnega kabla, ki je prevlečen s srebrovim kloridom in potopljen v raztopino razredčene klorovodikove kisline ali kalomela, nasičenega z referenčno elektrodo, kot je prikazano na spodnji sliki.

Potenciometer torej določa razliko v potencialu, ki nastane med elektrodami, čeprav je samo potencial delovne elektrode odvisen od koncentracij ionskih vrst..

Kalibracija potenciometra

Umerjanje potenciometra mora biti izvedeno z znanimi puferskimi raztopinami (imenovanimi tudi puferske ali puferske raztopine), ki so sestavljene iz sistemov s skoraj nespremenljivim pH, ki vsebujejo šibko snov in njene konjugirane vrste..

Vsaka pufrska raztopina ima specifičen pH, ki je lahko kisel (pH<7), básico (pH>7) ali nevtralni (pH = 7), in se lahko kupijo že standardizirani ali pripravljeni v laboratoriju s certificiranimi reagenti in z uporabo uveljavljenih in potrjenih postopkov..

Ker potenciometri merijo vrednost pH v območju, ki se šteje za široko, mora biti znano, ali ima analit pH višji ali nižji od sedem, da nadaljuje s pravilnim umerjanjem..

Torej je treba za vzorce, pri katerih se pričakuje, da bo pH osnovni, kalibrirati s pufersko raztopino s pH, ki je enaka sedem, drugi pH pa je višji (običajno se uporablja vrednost pH deset).

Po drugi strani pa se za vzorce s pričakovanim pH kislinskega tipa kalibrira s pufrsko raztopino s pH, ki je enaka sedem, druga pa z nižjim pH (običajno se uporablja vrednost pH 4)..

Nazadnje je treba opraviti ponovno kalibracijo tega merilnega instrumenta pred in po vsaki uporabi, zabeležiti njegove rezultate, vključno z datumom in časom, v katerem so bili izdelani, in značilnostmi pufrskih raztopin, ki se uporabljajo za nadzor..

Reference

1. Wikipedija. (s.f.). pH meter. Vzpostavljeno iz es.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Kemija, 9. izdaja. (McGraw-Hill).
3. Westcott, C. (2012). Ph Meritve. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve
4. Nielsen, C. (1996). Upravljanje analitičnega laboratorija: navaden in preprost. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve
5. Kenkel, J. (2010). Analitična kemija za tehnike, tretja izdaja. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve
6. Cable, M. (2005). Umerjanje: Navodila za tehniko. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve