Потенціометр (рН-метр) Для чого він служить і як він працює

A потенціометр є пристроєм, що використовується для вимірювання різниці потенціалів між робочим електродом і еталонним електродом, коли обидва вони занурені в розчин, кислотність або основність якого потрібно визначити, виражаючи його як рН.

Таким чином, потенціометрія відноситься до аналітичного методу, що використовується при визначенні концентрації іонів Н⁺ в речовині, що знаходиться в розчині, за допомогою потенціометра і двох електродів, згаданих вище.

У випадку електрода порівняння він має відомий, постійний і стабільний потенціал на відміну від робочого електрода. Потенціал, який розвивається в цьому останньому електроді, змінюється пропорційно концентрації іонів Н⁺ які знаходяться в розчині.

На цей потенціал також сильно впливає температура, при якій проводиться вимірювання.

Індекс

• 1 Для чого він використовується??
• 2 Як це працює?
  • 2.1 Електроди
  • 2.2 Калібрування потенціометра
• 3 Посилання

Для чого це??

Існує велика кількість процесів, які здійснюються в промисловій сфері - такі як виробництво ліків, харчова промисловість та очищення води - які дуже чутливі до зміни рівня рН. З цієї причини його правильне вимірювання є настільки важливим.

Як згадувалося раніше, рН є параметром, що використовується для вимірювання кислотності або лужності розчину, що знаходиться у водній фазі шляхом аналізу концентрації іонів Н⁺ в розчині. Потім значення рН розраховують за наступним рівнянням:

pH = -log [H⁺]

Таким чином, потенціометр використовується для вимірювання рН речовини в розчині.

Коли потенціометр з'єднаний з двома електродами, зануреними в аналізований розчин, він виявляє різницю потенціалів між робочим електродом і електродом порівняння, підсилюючи цей сигнал і перетворюючи його в значення рН за допомогою рівняння, описаного вище..

Як це працює?

Робота потенціометра заснована на механізмі електрохімічної комірки, де задіяні іони Н⁺ в хімічній реакції клітини для визначення концентрації цих іонів в розчині і, таким чином, отримання рН.

Коли потрібно виміряти рН розчину потенціометром, використовують потенціометр і електрод; перший - це пристрій, який визначає рН, тоді як другий - на основі комбінації електрода порівняння та іншого вимірювання, чутливого до аналітів.

У цьому сенсі утворюється схема, в якій електричний струм протікає між електродами і розчином, де вони виконують функцію батареї, коли вони занурені в згадане вище рішення..

Таким чином, потенціометр призначений для генерування напруги, що дорівнює нулю (в одиницях мілівольт), коли є рН, рівний семи; тобто нейтральна.

Аналогічно, коли зафіксовано збільшення потенційних значень (з позитивними числами), це означає, що є більш низькі значення рН, а при зменшенні цих значень - зростання до від'ємних чисел - говорять про більш високі значення рН.

Електроди

Вимірювальний (або робочий) електрод складається з пристрою, в якому проводиться досліджувана реакція (окислення або відновлення).

Хоча існує багато типів, він, як правило, виготовлений зі скла, що складається з дуже тонкої скляної мембрани, яка має проникність для іонів Н.⁺ середовища, в якому воно знаходиться.

Розміщуючи це в розчині, який має рН, відмінний від рН розчину, присутнього в камері, між двома гранями мембрани генерується різниця потенціалів, і ця різниця може бути зареєстрована за допомогою електрода порівняння..

З іншого боку, електрод порівняння являє собою пристрій, який має характеристики стабільного потенціалу і відомого значення, яке зазвичай використовується в якості анода в електрохімічній комірці.

Прикладом такого типу електрода є той, який складається з срібного кабелю, який покритий хлоридом срібла і занурений у розчин розбавленої соляної кислоти, або насичений каломель електрод порівняння, як показано на малюнку нижче.

Тому потенціометр визначає різницю потенціалу, що генерується між електродами, хоча тільки потенціал робочого електрода залежить від концентрації іонних видів..

Калібрування потенціометра

Калібрування потенціометра повинно проводитися за допомогою відомих буферних розчинів (також званих буферними або буферними розчинами), які складаються з систем з практично незмінним рН, які містять слабку речовину та її сполучені види.

Кожен буферний розчин має специфічний рН, який може бути кислим (pH<7), básico (pH>7) або нейтральний (рН = 7), і може бути придбаний комерційно вже стандартизований або підготовлений в лабораторії з сертифікованими реагентами і шляхом використання встановлених і перевірених процедур.

Оскільки потенціометри вимірюють значення рН в діапазоні, який вважається широким, має бути відомо, чи має значення аналіту рН вище або нижче семи, щоб перейти до його правильного калібрування.

Отже, для зразків, для яких очікується, що рН буде основним, слід калібрувати буферний розчин з рН, який дорівнює семи, а інший рН вище (зазвичай використовується значення pH десять).

З іншого боку, для зразків з очікуваним рН кислотного типу його калібрують буферним розчином з рН, рівним семи, а інший з більш низьким рН (зазвичай використовують один рН чотири).

Нарешті, необхідно виконати повторну калібрування цього вимірювального приладу до і після кожного використання, записуючи його результати, включаючи дату і час їх виготовлення, а також характеристики буферних розчинів, що використовуються для керування ним..

Список літератури

1. Вікіпедія. (s.f.). рН-метр. Отримано з es.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Хімія, дев'яте видання. (McGraw-Hill).
3. Westcott, C. (2012). Вимірювання Ph. Отримано з books.google.co.ve
4. Nielsen, C. (1996). Управління аналітичною лабораторією: Простий і простий. Отримано з books.google.co.ve
5. Kenkel, J. (2010). Аналітична хімія для техніків, третє видання. Отримано з books.google.co.ve
6. Cable, M. (2005). Калібрування: Керівництво техніків. Отримано з books.google.co.ve