A potenciométer az az eszköz, amely a működő és a referenciaelektród közötti potenciálkülönbség mérésére szolgál, amikor mindkettőt olyan oldatba merítik, amelynek savasságát vagy lúgosságát kívánatos meghatározni, ezt pH-val kifejezve.
Ilyen módon a potenciometria arra az analitikai módszerre utal, amelyet az oldatban lévő anyagban a H + -ionok koncentrációjának meghatározására használnak potenciométer és a fent említett két elektróda segítségével.
A referenciaelektród esetében ismert, állandó és stabil potenciállal rendelkezik, szemben a munkaelektródával. Az ebben az utolsó elektródban kialakuló potenciál az oldatban található H + -ionok koncentrációjával arányosan változik.
Ezt a potenciált nagymértékben befolyásolja a hőmérséklet is, amelyen a mérést elvégzik.
Mire való?
Az ipari területen számos olyan eljárást hajtanak végre, mint például a gyógyszerkészítés, az élelmiszer-feldolgozás és a víztisztítás, amelyek nagyon érzékenyek a pH-szint változásaira. Ezért annyira fontos a helyes mérése.
Mint korábban említettük, a pH egy olyan paraméter, amelyet a vizes fázisban lévő oldat savasságának vagy lúgosságának mérésére használunk az oldatban lévő H + -ionok koncentrációjának elemzése útján. Ezután a pH-értéket a következő egyenlettel kell kiszámítani:
pH = -log
A potenciométert tehát az oldatban lévő anyag pH-jának mérésére használják.
Amikor a potenciométert az elemzendő oldatba merített két elektródra csatlakoztatják, észleli a munka- és a referenciaelektród közötti potenciálkülönbséget, ezt a jelet felerősítve és pH-értékre konvertálva a fent leírt egyenlettel.
Hogyan működik?
A potenciométer működése egy elektrokémiai cella mechanizmusán alapszik, ahol a H + -ionok részt vesznek a cella kémiai reakciójában, hogy meghatározzák ezen ionok koncentrációját az oldatban, és ily módon megkapják a pH-t.
Ha az oldat pH-ját potenciométerrel kívánja megmérni, egy potenciométert és egy elektródot kell használni; az első a pH-t meghatározó eszköz, míg a második referencia-elektróda és mérőelektród kombinációján alapul, amely érzékeny az analitokra.
Ebben az értelemben egy áramkört képeznek, amelyen keresztül az elektromos áram áramlik az elektródok és az oldat között, ahol az akkumulátor funkcióját látják el, amikor az említett oldatba merülnek.
Ilyen módon a potenciométert úgy tervezték meg, hogy nulla (millivolt-egységekben kifejezett) feszültséget generáljon, amikor a pH-ja hét; vagyis semleges.
Hasonlóképpen, ha a potenciális értékek növekedését regisztráljuk (pozitív számokkal), ez azt jelenti, hogy alacsonyabbak a pH-értékek, és ha csökkenést észlelünk - azaz a negatív számok felé történő növekedést -, akkor a magasabb értékekről beszélünk. pH.
elektródák
A mérő (vagy működő) elektróda olyan eszközből áll, ahol a vizsgált reakció (oxidáció vagy redukció) zajlik.
Noha sokféle típus létezik, általában üveg, nagyon vékony üvegmembránból áll, amelynek átjárhatósága van annak a környezetnek a H + -ionaival szemben, amelyben van.
Ha ezt egy olyan oldatba helyezzük, amelynek pH-ja más, mint a cella oldatánál, a membrán két oldala között létrejön egy potenciálkülönbség, és ezt a különbséget referenciaelektród segítségével rögzíthetjük.
Másrészről, a referencia-elektróda olyan eszköz, amelynek stabil potenciáljellemzői és ismert értéke van, amelyet rendszerint az anódként használnak az elektrokémiai cellában.
Az ilyen típusú elektródokra példa egy ezüst huzalból, amely ezüst-kloriddal van bevonva és híg sósavoldatba merítve, vagy a kalomellel telített referenciaelektród, mint az ábrán látható. az alábbi ábrán.
Tehát a potenciométer meghatározza az elektródok által generált potenciálkülönbséget, bár csak a működő elektróda potenciálja függ az ionos fajok koncentrációjától.
Potenciométer kalibrálása
A potenciométer kalibrálását ismert pufferoldatokkal (más néven pufferek vagy pufferoldatok) kell elvégezni, amelyek olyan rendszerekből állnak, amelyek gyakorlatilag változatlan pH-jú, gyenge anyagot és annak konjugált fajtáit tartalmazzák.
Mindegyik puffernek van egy specifikus pH-ja, amely savas (pH <7), bázikus (pH> 7) vagy semleges (pH = 7), és kereskedelemben szabványosítható vagy laboratóriumban elkészíthető hitelesített reagensekkel és létrehozott és validált eljárások alkalmazásával.
Mivel a potenciométerek széles pH-értékű tartományon mérik a pH-értéket, tudni kell, hogy az analizált anyag pH-értéke hétnél nagyobb vagy kevesebb, mint hét, hogy folytathassa a helyes kalibrálást.
Így olyan minták esetében, amelyek pH-ja várhatóan bázikus, kalibrálni kell egy pufferoldattal, amelynek pH-ja hét, és egy másiknak magasabb pH-értéke van (általában az egyik a pH tíz.).
Másrészt a várt savas pH-val rendelkező minták esetében pufferoldattal kalibrálják, amelynek pH-ja hét, és egy másiknak alacsonyabb a pH-ja (általában a négy pH-értéket használják).
Végül ezt a mérőműszert újra kell kalibrálni minden használat előtt és után, rögzítve az eredményeket, ideértve a végrehajtás dátumát és idejét, valamint az ellenőrzéséhez használt pufferoldatok jellemzőit.
Irodalom
- Wikipedia. (Sf). pH mérő. Beszerzés az es.wikipedia.org webhelyről
- Chang, R. (2007). Kémia, kilencedik kiadás. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Ph mérések. A (z) books.google.co webhelyről szerezhető be
- Nielsen, C. (1996). Az analitikai laboratórium irányítása: egyszerű és egyszerű. A (z) books.google.co webhelyről szerezhető be
- Kenkel, J. (2010). Analitikai kémia technikusok számára, harmadik kiadás. A (z) books.google.co webhelyről szerezhető be
- Cable, M. (2005). Kalibrálás: Technikus útmutató. A (z) books.google.co webhelyről szerezhető be