Potencjometr jest urządzenie do pomiaru różnicy potencjałów pomiędzy elektrodą pracującą i odniesienia, gdy oba są zanurzane w roztworze, który jest pożądany w celu określenia kwasowości lub zasadowości, wyrażając to jako wartości pH.
Potencjometria odnosi się w ten sposób do metody analitycznej służącej do wyznaczania stężenia jonów H + w substancji będącej w roztworze za pomocą potencjometru i dwóch w / w elektrod.
W przypadku elektrody odniesienia ma znany, stały i stabilny potencjał w przeciwieństwie do elektrody pracującej. Potencjał, który rozwija się w tej ostatniej elektrodzie, zmienia się proporcjonalnie do stężenia jonów H + znajdujących się w roztworze.
Duży wpływ na ten potencjał ma również temperatura, w której przeprowadzany jest pomiar.
Po co to jest?
Istnieje wiele procesów przemysłowych - takich jak produkcja leków, przetwarzanie żywności i oczyszczanie wody - które są bardzo wrażliwe na zmiany poziomu pH. Z tego powodu tak ważny jest jego prawidłowy pomiar.
Jak wspomniano wcześniej, pH jest parametrem używanym do pomiaru kwasowości lub zasadowości roztworu znajdującego się w fazie wodnej poprzez analizę stężenia jonów H + w roztworze. Następnie wartość pH oblicza się za pomocą następującego równania:
pH = -log
Zatem potencjometr służy do pomiaru pH substancji w roztworze.
Gdy potencjometr jest podłączony do dwóch elektrod zanurzonych w roztworze, który ma być analizowany, wykrywa różnicę potencjałów między elektrodą roboczą i odniesienia, wzmacniając ten sygnał i przekształcając go na wartość pH za pomocą równania opisanego powyżej.
Jak to działa?
Działanie potencjometru opiera się na mechanizmie ogniwa elektrochemicznego, w którym jony H + biorą udział w reakcji chemicznej ogniwa w celu określenia stężenia tych jonów w roztworze i tym samym uzyskania pH tego samego .
Jeśli chcesz zmierzyć pH roztworu za pomocą potencjometrii, użyj potencjometru i elektrody; pierwsze to urządzenie, które określa pH, a drugie opiera się na kombinacji elektrody odniesienia i elektrody pomiarowej wrażliwej na anality.
W tym sensie tworzy się obwód, przez który prąd elektryczny przepływa między elektrodami a roztworem, gdzie po zanurzeniu we wspomnianym roztworze pełnią one funkcję baterii.
W ten sposób potencjometr jest tak skonstruowany, aby generował napięcie równe zeru (w miliwoltach) przy pH równym siedem; to znaczy neutralne.
Podobnie, gdy rejestruje się wzrost wartości potencjalnych (z liczbami dodatnimi) oznacza to, że są niższe wartości pH, a gdy obserwuje się spadek - czyli wzrost w kierunku liczb ujemnych - mówimy o wartościach wyższych. pH.
Elektrody
Elektroda pomiarowa (lub pracująca) składa się z urządzenia, w którym zachodzi badana reakcja (utlenianie lub redukcja).
Chociaż istnieje wiele rodzajów, zazwyczaj jest to szkło, składające się z bardzo cienkiej szklanej membrany, która ma przepuszczalność dla jonów H + ze środowiska, w którym się znajduje.
Umieszczając go w roztworze, który ma inne pH niż roztwór obecny w komórce, powstaje różnica potencjałów między dwiema powierzchniami membrany, którą można zarejestrować za pomocą elektrody odniesienia.
Z drugiej strony elektroda odniesienia jest urządzeniem, które ma stabilną charakterystykę potencjału i znaną wartość, która jest zwykle używana jako anoda w ogniwie elektrochemicznym.
Przykładem tego typu elektrody jest taka, która składa się ze srebrnego drutu, który jest pokryty chlorkiem srebra i zanurzony w rozcieńczonym roztworze kwasu solnego lub elektroda odniesienia nasycona kalomelem, jak pokazano na rysunku. na poniższym rysunku.
Zatem potencjometr określa różnicę potencjałów, która jest generowana między elektrodami, chociaż tylko potencjał elektrody pracującej zależy od stężeń form jonowych.
Kalibracja potencjometru
Kalibrację potencjometru należy przeprowadzić za pomocą znanych roztworów buforowych (zwanych również buforami lub roztworami buforowymi), które składają się z układów o praktycznie niezmiennym pH, które zawierają słabą substancję i jej sprzężone związki.
Każdy roztwór buforowy ma określone pH, które może być kwaśne (pH <7), zasadowe (pH> 7) lub obojętne (pH = 7) i może być zakupione w handlu jako standaryzowane lub przygotowane w laboratorium przy użyciu certyfikowanych odczynników i poprzez stosowanie ustalonych i zatwierdzonych procedur.
Ponieważ potencjometry mierzą wartość pH w zakresie, który jest uważany za szeroki, należy wiedzieć, czy pH analitu jest większe czy mniejsze niż siedem, aby przeprowadzić prawidłową kalibrację.
Zatem w przypadku próbek, których pH ma być zasadowe, należy je kalibrować roztworem buforowym o pH równym siedem i innym o wyższym pH (zwykle stosuje się pH dziesięć).
Z drugiej strony, w przypadku próbek o oczekiwanym kwaśnym pH, jest on kalibrowany roztworem buforowym o pH równym siedem i innym o niższym pH (zwykle stosuje się pH cztery).
Wreszcie, ponowna kalibracja tego przyrządu pomiarowego musi być przeprowadzona przed i po każdym użyciu, rejestrując jego wyniki, w tym datę i godzinę wykonania oraz charakterystykę roztworów buforowych użytych do kontroli.
Bibliografia
- Wikipedia. (sf). pH-metr. Pozyskano z es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemia, wydanie dziewiąte. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Pomiary pH. Uzyskane z books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Zarządzanie laboratorium analitycznym: jasne i proste. Uzyskane z books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Analytical Chemistry for Technicians, wydanie trzecie. Uzyskane z books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Kalibracja: przewodnik technika. Uzyskane z books.google.co.ve