Потенціометр являє собою пристрій для вимірювання різниці потенціалів між робочим і опорним електродом, коли обидва занурені в розчин , з якого бажано , щоб визначити його кислотність або лужність, висловлюючи це як рН.
Таким чином, потенціометрія відноситься до аналітичного методу, що використовується для визначення концентрації іонів Н + у речовині, що знаходиться у розчині, шляхом використання потенціометра та двох вищезгаданих електродів.
У випадку еталонного електрода він має відомий, постійний і стабільний потенціал на відміну від робочого електрода. Потенціал, який розвивається в цьому останньому електроді, змінюється пропорційно концентрації іонів Н +, знайдених у розчині.
На цей потенціал також сильно впливає температура, при якій проводиться вимірювання.
Для чого це?
Існує велика кількість промислових процесів - таких як виробництво наркотиків, переробка їжі та очищення води - які дуже чутливі до змін рівня pH. З цієї причини його правильне вимірювання є таким важливим.
Як було сказано раніше, pH - це параметр, що використовується для вимірювання кислотності або лужності розчину, що знаходиться у водної фазі, шляхом аналізу концентрації іонів Н + у розчині. Потім значення pH обчислюється наступним рівнянням:
pH = -log
Тож потенціометр використовується для вимірювання рН речовини в розчині.
Коли потенціометр підключається до двох електродів, занурених у розчин, що аналізується, він виявляє різницю потенціалів між робочим та опорним електродом, підсилюючи цей сигнал і перетворюючи його у значення рН за допомогою рівняння, описаного вище.
Як це працює?
Робота потенціометра заснована на механізмі електрохімічної комірки, де іони Н + беруть участь у хімічній реакції клітини для визначення концентрації цих іонів у розчині і, таким чином, отримання рН такого ж .
Коли потрібно виміряти рН розчину за допомогою потенціометрії, використовують потенціометр та електрод; перший - прилад, що визначає рН, а другий заснований на поєднанні електрода відліку та вимірювального електрода, чутливого до аналітів.
У цьому сенсі утворюється схема, через яку електричний струм протікає між електродами і розчином, де вони виконують функцію акумулятора при зануренні в згаданий розчин.
Таким чином, потенціометр розроблений для того, щоб генерувати напругу, рівну нулю (в одиницях мілівольт), коли він має рН, рівний семи; тобто нейтральний.
Крім того, коли реєструється збільшення потенційних значень (з додатними числами), це означає, що є більш низькі значення рН, а коли спостерігається зниження - тобто зростання у від'ємне число - ми говоримо про більш високі значення. рН.
Електроди
Вимірювальний (або робочий) електрод складається з пристрою, де відбувається реакція, що вивчається (окислення чи відновлення).
Хоча існує багато типів, це, як правило, скло, що складається з дуже тонкої скляної мембрани, яка має проникність для іонів Н + середовища, в якому вона знаходиться.
Розміщуючи це в розчині, який має інший pH, ніж розчин, наявний у клітині, між двома гранями мембрани створюється різниця потенціалів, і ця різниця може бути зафіксована за допомогою контрольного електрода.
З іншого боку, еталонний електрод - це пристрій, що має характеристики стабільного потенціалу і з відомим значенням, яке зазвичай використовується як анод в електрохімічній комірці.
Прикладом такого типу електрода є той, який складається із срібного дроту, який покритий хлоридом срібла та занурений у розведений розчин соляної кислоти, або насичений каломелом електрод, як показаний на малюнку нижче.
Тож потенціометр визначає різницю потенціалів, яка створюється між електродами, хоча тільки потенціал робочого електрода залежить від концентрацій іонних видів.
Калібрування потенціометра
Калібрування потенціометра повинно здійснюватися за допомогою відомих буферних розчинів (також званих буферами або буферними розчинами), які складаються з систем з практично незмінним pH, які містять слабку речовину та її кон'юговані види.
Кожен буферний розчин має специфічний рН, який може бути кислим (pH <7), основним (pH> 7) або нейтральним (pH = 7), і його можна придбати на комерційній основі як стандартизований або приготований в лабораторії із сертифікованими реагентами та шляхом використання встановлених та затверджених процедур.
Оскільки потенціометри вимірюють значення рН у межах, що вважається широким, необхідно знати, чи має рівень аналіту pH більше або менше семи, щоб продовжити його правильне калібрування.
Таким чином, для зразків, pH яких, як очікується, буде базовим, його слід калібрувати буферним розчином з рН, рівним семи, та іншим з більш високим рН (зазвичай використовується один із pH десяти).
З іншого боку, для зразків із очікуваним кислим рН його калібрують буферним розчином з рН, рівним семи, та іншим із нижчим значенням рН (зазвичай використовується один із рН чотирьох).
Нарешті, повторну калібрування цього вимірювального приладу слід проводити до та після кожного використання, записуючи його результати, включаючи дату та час, у який вони були виконані, та характеристики буферних розчинів, що використовуються для його контролю.
Список літератури
- Вікіпедія. (sf). pH-метр. Отримано з es.wikipedia.org
- Чанг, Р. (2007). Хімія, дев'яте видання. (McGraw-Hill).
- Весткотт, C. (2012). Ph вимірювання. Отримано з books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Управління аналітичною лабораторією: просто та просто. Отримано з books.google.co.ve
- Кенкель, Дж. (2010). Аналітична хімія для техніків, Третє видання. Отримано з books.google.co.ve
- Кабель, М. (2005). Калібрування: Посібник техніка. Отримано з books.google.co.ve