Potenciometr je zařízení používané pro měření potenciálního rozdílu mezi pracovní a referenční elektrodou, když jsou oba ponoří do roztoku, který se má určit jeho kyselost nebo zásaditost, vyjadřovat to jako pH.
Tímto způsobem se potenciometrie týká analytické metody použité pro stanovení koncentrace H + iontů v látce, která je v roztoku, pomocí potenciometru a dvou výše uvedených elektrod.
V případě referenční elektrody má na rozdíl od pracovní elektrody známý, konstantní a stabilní potenciál. Potenciál, který se vyvíjí v této poslední elektrodě, se liší v závislosti na koncentraci iontů H + v roztoku.
Tento potenciál je také značně ovlivněn teplotou, při které se měření provádí.
K čemu to je?
Existuje velké množství průmyslových procesů - jako je výroba léčiv, zpracování potravin a čištění vody -, které jsou velmi citlivé na změny pH. Z tohoto důvodu je jeho správné měření tak důležité.
Jak bylo uvedeno výše, pH je parametr používaný k měření kyselosti nebo zásaditosti roztoku, který je ve vodné fázi analýzou koncentrace iontů H + v roztoku. Poté se hodnota pH vypočítá podle následující rovnice:
pH = -log
Potenciometr se používá k měření pH látky v roztoku.
Když je potenciometr připojen ke dvěma elektrodám ponořeným do analyzovaného roztoku, detekuje potenciální rozdíl mezi pracovní a referenční elektrodou, zesiluje tento signál a převede jej na hodnotu pH pomocí výše popsané rovnice.
Jak to funguje?
Činnost potenciometru je založena na mechanismu elektrochemického článku, ve kterém jsou ionty H + zapojeny do chemické reakce buňky, aby se stanovila koncentrace těchto iontů v roztoku a tímto způsobem se získala stejná hodnota pH.
Pokud chcete změřit pH roztoku potenciometrem, použije se potenciometr a elektroda; první je zařízení, které určuje pH, zatímco druhé je založeno na kombinaci referenční elektrody a měřicí elektrody, která je citlivá na analyty.
V tomto smyslu je vytvořen obvod, kterým elektrický proud protéká mezi elektrodami a roztokem, kde plní funkci baterie, když jsou ponořeny do uvedeného řešení.
Tímto způsobem je potenciometr navržen tak, aby generoval napětí rovné nule (v jednotkách milivoltů), když má pH rovné sedmi; to je neutrální.
Podobně, když je registrován nárůst potenciálních hodnot (s kladnými čísly), znamená to, že existují nižší hodnoty pH a když je pozorován pokles - to je růst směrem k záporným číslům - mluvíme o vyšších hodnotách. pH.
Elektrody
Měřicí (nebo pracovní) elektroda sestává ze zařízení, ve kterém probíhá studovaná reakce (oxidace nebo redukce).
Ačkoli existuje mnoho typů, je to obecně sklo, skládající se z velmi tenké skleněné membrány, která má propustnost pro ionty H + prostředí, ve kterém je.
Umístěním tohoto roztoku do roztoku, který má jiné pH než roztok přítomný v buňce, se vytvoří potenciální rozdíl mezi oběma stranami membrány a tento rozdíl lze zaznamenat pomocí referenční elektrody.
Na druhé straně, referenční elektroda je zařízení, které má charakteristiky stabilního potenciálu a se známou hodnotou, které se obvykle používá jako anoda v elektrochemickém článku.
Příkladem tohoto typu elektrody je ten, který je tvořen stříbrným drátem, který je potažen chloridem stříbrným a ponořen do zředěného roztoku kyseliny chlorovodíkové, nebo do referenční elektrody nasycené kalomelem, jako je znázorněná elektroda. na obrázku níže.
Potenciometr tedy určuje potenciální rozdíl, který je generován mezi elektrodami, ačkoli pouze koncentrace pracovní elektrody závisí na koncentraci iontového druhu.
Kalibrace potenciometru
Kalibrace potenciometru musí být provedena pomocí známých tlumivých roztoků (nazývaných také tlumivé roztoky nebo tlumivé roztoky), které se skládají ze systémů s prakticky neměnným pH, které obsahují slabou látku a její konjugované druhy.
Každý pufrový roztok má specifické pH, které může být kyselé (pH <7), zásadité (pH> 7) nebo neutrální (pH = 7) a lze jej zakoupit komerčně jako standardizované nebo připravené v laboratoři s certifikovanými činidly a prostřednictvím zavedených a validovaných postupů.
Protože potenciometry měří hodnotu pH v rozsahu, který je považován za široký, musí být známo, zda analyt má pH větší nebo menší než sedm, aby mohla pokračovat ve své správné kalibraci.
Proto u vzorků, u nichž se očekává, že pH bude zásadité, by mělo být kalibrováno pufrovacím roztokem s pH rovným sedmi a jiným s vyšším pH (obvykle se použije jedna z hodnot pH 10).
Na druhé straně, pro vzorky s očekávaným kyselým pH, je kalibrován pufrovacím roztokem s pH rovným sedmi a dalším s nižším pH (obvykle se použije jeden ze čtyř pH).
Nakonec je třeba provést novou kalibraci tohoto měřicího přístroje před a po každém použití, zaznamenat jeho výsledky, včetně data a času, ve kterém byly provedeny, a vlastnosti pufrovacích roztoků použitých k jeho ovládání.
Reference
- Wikipedia. (sf). pH metr. Získáno z es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemie, deváté vydání. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Měření Ph. Získáno z books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Správa analytické laboratoře: Prostý a jednoduchý. Získáno z books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Analytická chemie pro techniky, 3. vydání. Získáno z books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Kalibrace: Příručka technika. Získáno z books.google.co.ve