Dzielić:
Potencjometr (pehametr) Do tego, co służy i jak to działa
A potencjometr jest urządzeniem służącym do pomiaru różnicy potencjałów między elektrodą roboczą a elektrodą odniesienia, gdy obie są zanurzone w roztworze, którego kwasowość lub zasadowość ma być określona, wyrażając ją jako pH.
W ten sposób potencjometria odnosi się do metody analitycznej stosowanej do oznaczania stężenia jonów H+ w substancji znajdującej się w roztworze, za pomocą potencjometru i dwóch wymienionych powyżej elektrod.
W przypadku elektrody odniesienia ma ona znany, stały i stabilny potencjał w przeciwieństwie do elektrody roboczej. Potencjał powstający w tej ostatniej elektrodzie zmienia się proporcjonalnie do stężenia jonów H+ które są w rozwiązaniu.
Na ten potencjał duży wpływ ma również temperatura, w której przeprowadzany jest pomiar.
Indeks
- 1 Do czego służy??
- 2 Jak to działa?
- 2.1 Elektrody
- 2.2 Kalibracja potencjometru
- 3 referencje
Po co to jest??
Istnieje wiele procesów przeprowadzanych w sferze przemysłowej - takich jak produkcja leków, przetwarzanie żywności i oczyszczanie wody - które są bardzo wrażliwe na zmiany poziomów pH. Z tego powodu jego prawidłowy pomiar jest tak ważny.
Jak wcześniej wspomniano, pH jest parametrem stosowanym do pomiaru kwasowości lub zasadowości roztworu, który znajduje się w fazie wodnej poprzez analizę stężenia jonów H+ w rozwiązaniu. Następnie wartość pH oblicza się za pomocą następującego równania:
pH = -log [H+]
Potencjometr służy więc do pomiaru pH substancji w roztworze.
Gdy potencjometr jest podłączony do dwóch elektrod zanurzonych w analizowanym roztworze, wykrywa różnicę potencjałów między elektrodą roboczą a elektrodą odniesienia, wzmacniając ten sygnał i przekształcając go w wartość pH za pomocą równania opisanego powyżej..
Jak to działa?
Działanie potencjometru opiera się na mechanizmie ogniwa elektrochemicznego, w którym biorą udział jony H+ w reakcji chemicznej komórki w celu określenia stężenia tych jonów w roztworze iw ten sposób uzyskać pH tego samego.
Gdy pożądane jest zmierzenie pH roztworu za pomocą potencjometrii, stosuje się potencjometr i elektrodę; pierwszym jest urządzenie, które określa pH, podczas gdy drugie opiera się na kombinacji elektrody odniesienia i innego pomiaru, który jest wrażliwy na anality.
W tym sensie tworzy się obwód, w którym prąd elektryczny przepływa między elektrodami i roztworem, gdzie działają one jako bateria, gdy są zanurzone w wyżej wymienionym rozwiązaniu..
W ten sposób potencjometr jest zaprojektowany do generowania napięcia równego zero (w jednostkach miliwoltów), gdy pH wynosi siedem; to znaczy neutralne.
Podobnie, gdy rejestruje się wzrost wartości potencjalnych (z liczbami dodatnimi), oznacza to, że są niższe wartości pH, a gdy następuje spadek tych wartości, czyli wzrost w kierunku liczb ujemnych mówi o wyższych wartościach pH.
Elektrody
Elektroda pomiarowa (lub robocza) składa się z urządzenia, w którym przeprowadzana jest badana reakcja (utlenianie lub redukcja).
Chociaż istnieje wiele rodzajów, jest on zwykle wykonany ze szkła, utworzonego przez bardzo cienką szklaną membranę, która ma przepuszczalność dla jonów H.+ medium, w którym jest.
Umieszczając to w roztworze o pH innym niż pH roztworu w komórce, powstaje różnica potencjałów między dwiema powierzchniami membrany i tę różnicę można zarejestrować za pomocą elektrody odniesienia..
Z drugiej strony, elektroda odniesienia jest urządzeniem o charakterystyce stabilnego potencjału i znanej wartości, która jest zwykle używana jako anoda w ogniwie elektrochemicznym.
Przykładem tego typu elektrody jest ten, który składa się ze srebrnego kabla, który jest pokryty chlorkiem srebra i zanurzony w roztworze rozcieńczonego kwasu chlorowodorowego lub nasyconego kalomelu elektrody odniesienia, jak pokazano na poniższym rysunku.
Potencjometr określa więc różnicę potencjału generowanego między elektrodami, chociaż tylko potencjał elektrody roboczej zależy od stężeń substancji jonowych.
Kalibracja potencjometru
Kalibracja potencjometru musi być przeprowadzona za pomocą znanych roztworów buforowych (zwanych również roztworami buforowymi lub buforowymi), które składają się z systemów o praktycznie niezmiennym pH, które zawierają słabą substancję i jej sprzężone gatunki.
Każdy roztwór buforowy ma określone pH, które może być kwaśne (pH<7), básico (pH>7) lub obojętny (pH = 7) i mogą być zakupione już komercyjnie standaryzowane lub przygotowane w laboratorium z certyfikowanymi odczynnikami i przy użyciu ustalonych i zatwierdzonych procedur.
Ponieważ potencjometry mierzą wartość pH w zakresie, który jest uważany za szeroki, należy wiedzieć, czy analit ma pH wyższe lub niższe niż siedem, aby przejść do prawidłowej kalibracji.
Tak więc dla próbek, których pH ma być zasadowe, należy je skalibrować roztworem buforowym o pH równym siedem i wyższym pH (zwykle stosuje się pH 10).
Z drugiej strony, w przypadku próbek o oczekiwanym pH typu kwasowego, jest on kalibrowany roztworem buforowym o pH równym siedem i innym o niższym pH (zwykle stosuje się pH 4).
Na koniec należy przeprowadzić ponowną kalibrację tego przyrządu pomiarowego przed i po każdym użyciu, rejestrując jego wyniki, w tym datę i godzinę ich wykonania oraz charakterystykę roztworów buforowych stosowanych do kontroli..
Referencje
- Wikipedia. (s.f.). pH-metr. Pobrane z es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemia, dziewiąta edycja. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Pomiary Ph. Pobrane z books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Zarządzanie laboratorium analitycznym: zwykłe i proste. Pobrane z books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Analytical Chemistry for Technicians, wydanie trzecie. Pobrane z books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Calibration: A Technician Guide. Pobrane z books.google.co.ve