Potenciometrs ir ierīce, ko izmanto, lai novērtētu iespējamo starpību starp darba elektrodu un atskaites elektrodu, kad abi ir iemērkts šķīdumā, kura ir vēlamā, lai noteiktu tās skābumu vai valence, izsakot to kā pH.
Tādā veidā potenciometrija attiecas uz analītisko metodi, ko izmanto, lai noteiktu H + jonu koncentrāciju vielā, kas atrodas šķīdumā, izmantojot potenciometru un divus iepriekš minētos elektrodus.
Atsauces elektrodu gadījumā tam ir zināms, nemainīgs un stabils potenciāls atšķirībā no darba elektrodu. Potenciāls, kas attīstās šajā pēdējā elektrodā, mainās proporcionāli H + jonu koncentrācijai, kas atrodama šķīdumā.
Šo potenciālu lielā mērā ietekmē arī temperatūra, kurā tiek veikts mērījums.
Kam tas domāts?
Rūpniecības jomā tiek veikts liels skaits procesu, piemēram, zāļu ražošana, pārtikas pārstrāde un ūdens attīrīšana, kas ir ļoti jutīgi pret pH līmeņa izmaiņām. Šī iemesla dēļ pareizais mērījums ir tik svarīgs.
Kā minēts iepriekš, pH ir parametrs, ko izmanto, lai izmērītu ūdens fāzes šķīduma skābumu vai sārmainību, analizējot H + jonu koncentrāciju šķīdumā. Pēc tam pH vērtību aprēķina ar šādu vienādojumu:
pH = -log
Tātad potenciometru izmanto, lai izmērītu šķīdumā esošās vielas pH.
Kad potenciometrs ir savienots ar diviem elektrodiem, kas iegremdēti analizējamajā šķīdumā, tas nosaka potenciālo starpību starp darba un standartelektrodu, pastiprinot šo signālu un pārveidojot to pH vērtībā, izmantojot iepriekš aprakstīto vienādojumu.
Kā tas darbojas?
Potenciometra darbība balstās uz elektroķīmiskās šūnas mehānismu, kur H + joni tiek iesaistīti šūnas ķīmiskajā reakcijā, lai noteiktu šo jonu koncentrāciju šķīdumā un tādā veidā iegūtu tā paša pH .
Ja vēlaties izmērīt šķīduma pH ar potenciometrijas palīdzību, tiek izmantots potenciometrs un elektrods; pirmais ir ierīce, kas nosaka pH, bet otrā ir balstīta uz atsauces elektrodu un mērīšanas elektrodu kombināciju, kas ir jutīga pret analizējamām vielām.
Šajā nozīmē tiek izveidota ķēde, caur kuru elektriskā strāva plūst starp elektrodiem un šķīdumu, kur tie veic akumulatora funkciju, kad tie ir iegremdēti minētajā šķīdumā.
Tādā veidā potenciometrs ir izveidots tā, lai radītu spriegumu, kas vienāds ar nulli (milivoltu vienībās), ja tā pH ir septiņi; tas ir, neitrāls.
Tāpat, kad tiek reģistrēts potenciālo vērtību pieaugums (ar pozitīviem skaitļiem), tas nozīmē, ka ir zemākas pH vērtības, un, kad novērojama pazemināšanās, tas ir, pieaugums pret negatīvajiem skaitļiem, mēs runājam par augstākām vērtībām. pH.
Elektrodi
Mērīšanas (vai darba) elektrods sastāv no ierīces, kurā notiek pētāmā reakcija (oksidēšana vai reducēšana).
Lai gan ir daudz veidu, tas parasti ir stikls, kas sastāv no ļoti plānas stikla membrānas, kurai ir caurlaidība pret H + joniem vidē, kurā tas atrodas.
Ievietojot to šķīdumā, kura pH ir atšķirīgs no šūnā esošā šķīduma, starp abām membrānas virsmām tiek radīta potenciāla starpība, un šo atšķirību var reģistrēt, izmantojot atsauces elektrodu.
No otras puses, atskaites elektrods ir ierīce ar stabilu potenciālu un zināmu vērtību, ko parasti izmanto kā anodu elektroķīmiskajā šūnā.
Šāda veida elektrodu piemērs ir tāds, kuru veido sudraba stieple, kas ir pārklāta ar sudraba hlorīdu un iegremdēta atšķaidītā sālsskābes šķīdumā, vai etalondelektors, kas piesātināts ar kalomeli, tāpat kā parādīts. zemāk redzamajā attēlā.
Tātad potenciometrs nosaka potenciālo starpību, kas rodas starp elektrodiem, lai gan tikai jonu elementa potenciāls ir atkarīgs no jonu veidu koncentrācijas.
Potenciometra kalibrēšana
Potenciometra kalibrēšana jāveic, izmantojot zināmus buferšķīdumus (sauktus arī par buferiem vai buferšķīdumiem), kas sastāv no sistēmām ar praktiski nemainīgu pH un kurās ir vāja viela un tās konjugētās sugas.
Katram buferšķīdumam ir noteikts pH, kas var būt skābs (pH <7), bāzes (pH> 7) vai neitrāls (pH = 7), un to var iegādāties tirdzniecībā kā standartizētu vai pagatavotu laboratorijā ar sertificētiem reaģentiem un izmantojot izveidotas un apstiprinātas procedūras.
Tā kā potenciometri mēra pH vērtību diapazonā, ko uzskata par plašu, ir jāzina, vai analizējamās vielas pH ir lielāks vai mazāks par septiņiem, lai turpinātu pareizo kalibrēšanu.
Tādējādi paraugiem, kuru sagaidāmais pH ir bāzes, tas jākalibrē ar buferšķīdumu, kura pH ir vienāds ar septiņiem, un citu ar augstāku pH (parasti tiek izmantots viens no pH desmit).
No otras puses, paraugiem ar paredzamo skābo pH tas tiek kalibrēts ar buferšķīdumu, kura pH ir vienāds ar septiņiem, un citu ar zemāku pH (parasti izmanto vienu no četriem pH).
Visbeidzot, šī mērinstrumenta atkārtota kalibrēšana jāveic pirms un pēc katras lietošanas, reģistrējot tā rezultātus, norādot datumu un laiku, kurā tie tika veikti, un buferšķīdumu parametrus, kas izmantoti tā kontrolei.
Atsauces
- Wikipedia. (sf). pH metrs. Iegūts no es.wikipedia.org
- Čans, R. (2007). Ķīmija, devītais izdevums. (Makgreivs-Hils).
- Westcott, C. (2012). Ph mērījumi. Iegūts no books.google.co.ve
- Nīlsens, C. (1996). Analītiskās laboratorijas vadīšana: vienkārša un vienkārša. Iegūts no books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Analītiskā ķīmija tehniķiem, trešais izdevums. Iegūts no books.google.co.ve
- Kabelis, M. (2005). Kalibrēšana: tehniķa rokasgrāmata. Iegūts no books.google.co.ve