פוטנטיומטר (מטר pH) על מה שהוא פועל ואיך זה עובד

א פוטנטיומטר הוא המכשיר המשמש למדידת ההפרש הפוטנציאלי בין אלקטרודה עובד אלקטרודה התייחסות, כאשר שניהם שקועים בפתרון אשר חומציות או בסיסיות היא להיקבע, להביע את זה כמו pH.

בדרך זו, potentiometry מתייחס לשיטה אנליטית המשמשת קביעת ריכוז יון⁺ בחומר שנמצא בתמיסה, באמצעות פוטנטיומטר ושני האלקטרודות שהוזכרו לעיל.

במקרה של האלקטרודה התייחסות, יש לו פוטנציאל ידוע, יציב ויציב בניגוד האלקטרודה עובד. הפוטנציאל המתפתח זה אלקטרודה האחרונה משתנה ביחס לריכוז של יונים H⁺ כי הם הפתרון.

פוטנציאל זה מושפע מאוד גם מהטמפרטורה שבה מתבצעת המדידה.

אינדקס

• 1 למה זה משמש??
• 2 איך זה עובד?
  • 2.1 אלקטרודות
  • 2.2 כיול של פוטנטיומטר
• 3 הפניות

בשביל מה??

ישנם מספר רב של תהליכים המתבצעים בתחום התעשייתי - כגון ייצור תרופות, עיבוד מזון וטיהור מים - שהם רגישים מאוד לשינוי ברמת ה- pH. מסיבה זו המדידה הנכונה שלה כל כך חשוב.

כפי שצוין לעיל, pH הוא פרמטר המשמש למדידת חומציות או אלקליות של תמיסה כי הוא בשלב מימית על ידי ניתוח הריכוז של יונים⁺ בפתרון. לאחר מכן, ערך ה- pH מחושב על פי המשוואה הבאה:

pH = -log [H⁺]

אז potentiometer משמש למדידת ה- pH של חומר בפתרון.

כאשר הפוטנטיומטר מחובר לשתי האלקטרודות הטבועות בפתרון כדי לנתח, הוא מזהה את ההבדל הפוטנציאלי בין האלקטרודה עובד האלקטרודה התייחסות, הגברה זו האות ולהמיר אותו לערך pH באמצעות המשוואה שתוארה לעיל..

איך זה עובד?

פעולתו של פוטנטיומטר מבוססת על מנגנון של תא אלקטרוכימי, שבו יונים מעורבים⁺ בתגובה הכימית של התא כדי לקבוע את הריכוז של יונים אלה בפתרון, בדרך זו, להשיג את ה- pH של אותו.

כאשר זה רצוי למדוד את ה- pH של פתרון על ידי potentiometry, פוטנטיומטר ואלקטרודה משמשים; הראשון הוא התקן שקובע את ה- pH, ואילו השני מבוסס על שילוב של אלקטרודה התייחסות מדידה אחרת רגישה analytes.

במובן זה, נוצר מעגל שבו זרם חשמלי זורם בין האלקטרודות לבין הפתרון, שבו הם מפעילים את הפונקציה של הסוללה כאשר הם שקועים הפתרון הנ"ל..

בדרך זו, פוטנטיומטר נועד ליצור מתח שווה לאפס (ביחידות של millivolts) כאשר יש לך pH שווה שבעה; כלומר, ניטרלי.

כמו כן, כאשר נרשמת עלייה בערכים הפוטנציאליים (עם מספרים חיוביים) משמעות הדבר היא כי יש ערכים נמוכים יותר של pH, וכאשר יש ירידה של ערכים אלה - כלומר, צמיחה כלפי המספרים השליליים - אחד מדבר על ערכים גבוהים יותר של ה- pH.

אלקטרודות

המדידה (או העבודה) של האלקטרודה מורכבת ממכשיר שבו התגובה הנחקרת מתבצעת (חמצון או הפחתה).

אמנם ישנם סוגים רבים, זה בדרך כלל עשוי זכוכית, המיוצרים על ידי קרום זכוכית דקה מאוד, כי יש חדירות יונים.⁺ של המדיום שבו הוא.

על ידי הצבת זה פתרון שיש לו pH שונה מזה של הפתרון הנוכחי בתא, הבדל פוטנציאלי נוצר בין שני פרצופים של הממברנה ואת ההבדל הזה יכול להיות רשום באמצעות אלקטרודה התייחסות..

מצד שני, האלקטרודה התייחסות הוא מכשיר בעל מאפיינים של פוטנציאל יציב ערך ידוע, אשר משמש בדרך כלל כמו האנודה בתא אלקטרוכימי.

דוגמא לסוג זה של אלקטרודה היא זו המורכבת מכבל כסף, המצופה בסיליקון כלוריד ושקוע בתמיסה של חומצה הידרוכלורית מדללת, או את האלקטרודה הרוויה של האלקטרודה הרוויה, כפי שמוצג בתרשים שלהלן.

אז potentiometer קובע את ההבדל הפוטנציאל שנוצר בין האלקטרודות, אם כי רק את הפוטנציאל של אלקטרודה עובד תלוי בריכוזים של מינים יוניים.

כיול של פוטנטיומטר

הכיול של פוטנטיומטר חייב להתבצע באמצעות פתרונות חיץ ידועים (הנקראים גם מאגר חיץ או פתרונות חיץ), אשר מורכב ממערכות עם pH כמעט קבוע המכילות חומר חלש ומינים מצומדות.

כל פתרון חיץ יש pH מסוים, אשר יכול להיות חומצי (pH<7), básico (pH>7) או נייטרלי (pH = 7), וניתן לרכוש אותם באופן מסחרי כבר סטנדרטי או מוכן במעבדה עם ריאגנטים מוסמך באמצעות שימוש בהליכים הוקמה ו תקף.

כמו potentiometers למדוד את הערך pH בטווח שנחשב רחב, זה חייב להיות ידוע אם האנליטי יש pH גבוה או נמוך משבע להמשיך לכיול הנכון שלה.

לכן, עבור דגימות אשר pH צפוי להיות בסיסי צריך להיות מכויל עם תמיסת חיץ של pH שווה לשבע ועוד pH גבוה יותר (בדרך כלל אחד pH עשר משמש).

מצד שני, עבור דגימות עם pH צפוי של סוג חומצה, זה מכויל עם תמיסת חיץ של pH שווה ל 7 ועוד אחד של pH נמוך (בדרך כלל אחד pH ארבעה משמש).

לבסוף, יש לבצע את הכיול של מכשיר המדידה לפני ואחרי כל שימוש, תוך הקלטת תוצאותיו, כולל התאריך והשעה שבהם הם בוצעו והמאפיינים של פתרונות המאגר המשמשים לשליטה בה..

הפניות

1. ויקיפדיה. (s.f.). מטר pH. מקור: es.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). כימיה, מהדורה תשיעית. (מקגרו היל).
3. Westcott, C. (2012). מדידות Ph. מאוחזר מ- books.google.co.il
4. נילסן, C. (1996). ניהול המעבדה האנליטית: פשוט ופשוט. מאוחזר מ- books.google.co.il
5. קנקל, י. (2010). כימיה אנליטית לטכנאים, מהדורה שלישית. מאוחזר מ- books.google.co.il
6. כבל, מ '(2005). כיול: מדריך טכנאי. מאוחזר מ- books.google.co.il