Sistem državne podrške
jedinstvo mjerenja

STANDARDNI NASLOV ZA KUVANJE
PUFER RJEŠENJA -
RADNI STANDARDI pH 2 i 3. DIJAGRAM

Tehničke i metrološke karakteristike

Metode za njihovo određivanje

Moskva Standardinform 200 8

Predgovor

Ciljevi, osnovni principi i osnovni postupak za obavljanje poslova na međudržavnoj standardizaciji utvrđeni su GOST 1.0-92 „Međudržavni sistem standardizacije. Osnovne odredbe" i GOST 1.2-97 "Međudržavni sistem standardizacije. Međudržavni standardi, pravila i preporuke za međudržavnu standardizaciju. Procedura za izradu, usvajanje, prijavu, ažuriranje i ukidanje"

Standardne informacije

1 RAZVIJENO od strane Saveznog državnog jedinstvenog preduzeća "Sveruski naučno-istraživački institut za fizička, tehnička i radiotehnička mjerenja" (FSUE "VNIIFTRI") Federalne agencije za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo

2 UVODILA Federalna agencija za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo

3 UVOJENO od strane Međudržavnog vijeća za standardizaciju, mjeriteljstvo i sertifikaciju (Protokol br. 26 od 8. decembra 2004.)

Kratki naziv zemlje prema MK (ISO 3166) 004-97	Šifra zemlje prema MK (ISO 3166) 004-97	Skraćeni naziv nacionalnog tijela za standardizaciju
Azerbejdžan		Azstandard
Bjelorusija		Državni standard Republike Bjelorusije
Kazahstan		Gosstandart Republike Kazahstan
Kirgistan		Kyrgyzstandard
Moldavija		Moldavija-Standard
Ruska Federacija		Federalna agencija za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo
Tadžikistan		Tajikstandard
Uzbekistan		Uzstandard

4 Naredbom Federalne agencije za tehničku regulaciju i metrologiju od 15. aprila 2005. br. 84-st, međudržavni standard GOST 8.135-2004 stupio je na snagu direktno kao nacionalni standard Ruska Federacija od 01.08.2005

6 REPUBLIKACIJA. decembar 2007

Informacija o stupanju na snagu (prestanku) ovog standarda i izmenama i dopunama objavljuje se u indeksu „Nacionalni standardi“.

Informacije o izmjenama ovog standarda objavljuju se u indeksu (katalogu) “Nacionalni standardi”, a tekst izmjena u informativni znakovi “Nacionalni standardi”. U slučaju revizije ili ukidanja ovog standarda, relevantne informacije će biti objavljene u indeksu informacija “Nacionalni standardi”

MEĐUDRŽAVNI STANDARD

Datum uvođenja - 2005-08-01

1 područje upotrebe

Ovaj standard se odnosi na standardne titre, koji predstavljaju precizne izmerene količine hemijskih supstanci u bočicama ili ampulama, namenjene za pripremu puferskih rastvora sa određenim pH vrednostima, i utvrđuje tehničke i metrološke karakteristike i metode za njihovo određivanje.

2 Normativne reference

Ovaj standard koristi normativne reference na sljedeće standarde:

3.4 Standardni titri se pripremaju sa izvaganim količinama hemikalija potrebnih za pripremu od 0,25; 0,50 i 1 dm 3 puferske otopine. Nazivna masa uzorka tvari potrebne za pripremu 1 dm 3 puferske otopine data je u tabeli.

Tabela 1

	Hemikalije uključene u standardni titar	Nazivna masa uzorka supstance m nom uključeno u standardni titar, za pripremu 1 dm 3 puferskog rastvora 1, g	Nominalna pH vrijednost puferske otopine na 25 °C 2)
	× 2H 2 O	25,219	1,48
	Kalijum tetraoksalat 2-voda KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H 2 O	12,610	1,65
	Natrijum hidrodiglikolat C4H5O5Na	7,868	3,49
	Kalijum hidrogen tartarat KNS 4 H 4 C 6	9,5 3)	3,56
	Kalijum hidroftalat KNS 8 H 4 O 4	10,120	4,01
	Sirćetna kiselina CH 3 COOH Natrijum acetat CH 3 COONa	6,010 8,000	4,64
	Sirćetna kiselina CH 3 COOH Natrijum acetat CH 3 COONa	0,600 0,820	4,71
	Piperazin fosfat C 4 H 10 N 2 H 3 PO 4	4,027	6,26
	Natrijum monohidrogen fosfat Na2HPO4	3,3880 3,5330	6,86
	Kalijum dihidrogen fosfat KH 2 PO 4 Natrijum monohidrogen fosfat Na2HPO4	1,1790 4,3030	7,41
	Kalijum dihidrogen fosfat KH 2 PO 4 Natrijum monohidrogen fosfat Na2HPO4	1,3560 5,6564	7,43
	Tris 4) (HOCH 2) 3 CNH 2 Tris 4) hidrohlorid (HOCH 2) 3 CNH2HCl	2,019 7,350	7,65
	Natrijum tetraborat 10-voda Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	3,8064	9,18
	Natrijum tetraborat 10-voda Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	19,012	9,18
	Natrijum karbonat Na 2 CO 3 Natrijum karbonatna kiselina NaHCO3	2,6428 2,0947	10,00
	Kalcijum hidroksid Ca(OH) 2	1,75 3)	12,43
1) Za pripremu puferske otopine zapremine 0,50 i 0,25 dm 3, masa uzorka tvari mora se smanjiti za 2, odnosno 4 puta. 2) Ovisnost pH vrijednosti puferskih otopina o temperaturi data je u Dodatku . 3) Uzorak za pripremu zasićene otopine. 4) Tris-(hidroksimetil)-aminometan.

3.5 Mase izvaganih supstanci u standardnim titrima moraju odgovarati nazivnim vrijednostima s dozvoljenim odstupanjem od najviše 0,2%. Mase izvaganih supstanci u standardnim titrima za pripremu zasićenih rastvora kalijum hidrogen tartarata i kalcijum hidroksida moraju odgovarati nazivnim vrednostima sa dozvoljenim odstupanjem od najviše 1%.

3.6 Puferske otopine pripremljene od standardnih titara moraju reproducirati nominalne pH vrijednosti ​​date u tabeli.

Dozvoljena odstupanja od nominalne pH vrednosti ne bi trebalo da prelaze sledeće granice:

± 0,01 pH - za puferske rastvore - radni pH standardi 2. kategorije;

± 0,03 pH - za puferske rastvore - radni pH standardi 3. kategorije.

3.7 Standardni titri se mogu pripremati u obliku izvaganih količina praha hemijskih supstanci i u obliku njihovih vodenih rastvora (standardni titri sa sirćetnom kiselinom - samo u obliku vodenih rastvora), pakovani u hermetički zatvorene boce ili zatvoreni u staklo ampule.

Za pripremu vodenih otopina koristite destilovanu vodu u skladu sa GOST 6709.

3.8 Zahtevi za pakovanje, pakovanje, obeležavanje i transport standardnih titara - prema tehničkim uslovima za specifične standardne titre.

3.9 Operativna dokumentacija za standardne titre mora sadržavati sljedeće informacije:

Namjena: kategorija (2. ili 3.) radnih pH standarda - puferske otopine pripremljene od standardnih titara;

Nominalna pH vrijednost puferskih otopina na 25 °C;

Zapremina puferskih otopina u kubnim decimetrima;

Metodologija (uputstvo) za pripremu puferskih rastvora iz standardnih titara, razvijena u skladu sa dodatkom ovog standarda;

Rok trajanja standardnog titra.

4 Metode za određivanje karakteristika standardnih titara

4.1 Broj uzorakanda bi se odredile karakteristike svake modifikacije, prema tome se biraju standardni titri GOST 3885 zavisno od zapremine serije standardnih titara ove modifikacije, ali najmanje tri uzorka standardnih titara u ampulama (za određivanje pH) i najmanje šest uzoraka u bočicama (3 za određivanje mase, 3 za određivanje pH).

4.2 Merila koja se koriste moraju imati verifikacione sertifikate (sertifikate) sa važećim periodom verifikacije.

4.3 Mjerenja se vrše pod normalnim uslovima:

temperatura ambijentalnog vazduha, °C 20 ± 5;

relativna vlažnost vazduha, % od 30 do 80;

atmosferski pritisak, kPa (mm Hg) od 84 do 106 (od 630 do 795).

4.4 Masa uzorka hemijske supstance u boci 1) određuje se razlikom mase boce sa uzorkom i mase prazne, čiste boce. Mjerenja mase uzorka i mase boce provode se s greškom ne većom od 0,0005 g na analitičkoj vagi (klasa tačnosti ne niža od 2 prema GOST 24104).

1) U staklenoj ampuli se ne određuje masa uzorka standardnog titra.

4.4.1 Odstupanje D i,%, težina uzorka od nominalne vrijednosti težine za svaki od uzoraka određena je formulom

Gdje m nom- nazivnu masu uzorka hemijske supstance uključene u standardni titar (vidi tabelu);

i

m i- rezultat mjerenja masei ti uzorak ( i = 1 ... n), G.

4.4.2 Ako je za barem jedan od uzoraka vrijednost D iće biti više od 0,2% (a za standardne titre za pripremu zasićenih puferskih otopina - više od 1%), tada će serija standardnih titara ove modifikacije biti odbijena.

4.5.1 pH vrijednost puferske otopine - radni standard pH 2. kategorije, pripremljen iz standardnog titra, određuje se korištenjem radnog standarda pH 1. kategorije (GOST 8.120) na temperaturi puferskih otopina (25 ± 0,5) °C na u skladu sa postupcima mjerenja pH koji su uključeni u pravila radni pH standard 1. kategorije.

4.5.1.1 Odstupanje pH od nominalne vrijednosti ( D pH) i, određeno formulom

(D pH) i= | pH nom - pH i | ,

Gdje i- standardni broj uzorka titra;

pH nom - nominalna pH vrijednost puferske otopine prema tabeli;

pH i - rezultat mjerenja pH vrijednostii ti uzorak ( i = 1 ... n).

4.5.1.2 Ako je vrijednost ( D pH) iza svaki od puferskih rastvora nije veći od 0,01 pH, tada se standardni titri ove serije smatraju pogodnim za pripremu radnog pH standarda 2. kategorije.

Ako je vrijednost (D pH) iza svaki od puferskih rastvora nije veći od 0,03 pH, tada se standardni titri ove serije smatraju pogodnim za pripremu radnog pH standarda 3. kategorije.

(D pH) i

4.5.4 pH vrijednost puferske otopine - radni pH standard 3. kategorije, pripremljen iz standardnog titra, određuje se standardnim pH metrom 2. kategorije (GOST 8.120) u skladu sa uputstvom za upotrebu za pH metar na temperaturi puferskih rastvora (25 ± 0,5) °C.

4.5.2.1 Odstupanje pH od nominalne vrijednosti ( D pH) i odredio .

4.5.2.2 Ako je vrijednost ( D pH) iza svaki od puferskih rastvora nije veći od 0,03 pH, tada se standardni titri ove serije smatraju pogodnim za pripremu radnog pH standarda 3. kategorije.

Ako za barem jedno od puferskih rješenja(D pH) iće biti veći od 0,03 pH, tada se mjerenja ponavljaju na dvostruko većem broju uzoraka.

Rezultati ponovljenih mjerenja su konačni. Ako su rezultati negativni, serija standardnih titara se odbija.

Dodatak A
(obavezno)

Hemikalije za standardne titre se dobijaju dodatnim prečišćavanjem hemijskih reagensa najmanje analitičke čistoće. Hemijski reagensi posebne čistoće i kvalifikacije hemijskog kvaliteta mogu se koristiti bez dodatnog prečišćavanja. Međutim, konačni kriterij za njihovu prikladnost za standardne titre je pH vrijednost puferskih otopina pripremljenih od standardnih titara. Za pročišćavanje tvari potrebno je koristiti destilovanu vodu (u daljnjem tekstu: voda) specifične električne provodljivosti ne većom od 5× 10 -4 cm × m -1 na temperaturi od 20 °C prema GOST 6709.

A.1 Kalijum tetraoksalat 2-voda KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H 2 O se prečišćava dvostrukom rekristalizacijom iz vodenih rastvora na temperaturi od 50 °C. Sušite u sušionici sa prirodnom ventilacijom na temperaturi od (55± 5) °C do konstantne težine.

A.2 Natrijum hidrodiglikolat (oksidiacetat) C4H5O5Na sušeno na temperaturi od 110°C do konstantne težine. Ako hemijski reagens nije dostupan, tada se natrijum hidrodiglikolat dobija polu-neutralizacijom odgovarajuće kiseline natrijum hidroksidom. Nakon kristalizacije, kristali se filtriraju na poroznom staklenom filteru.

A.3 Kalijum hidrogen tartarat (kalijum tartrat) KNS 4 H 4 O 6 se prečišćava dvostrukom rekristalizacijom iz vodenih rastvora; sušeno u pećnici na temperaturi (110± 5) °C do konstantne težine.

A.4 Kalijum hidroftalat (kiselina kalijum ftalata) KNS 8 H 4 O 4 se prečišćava dvostrukom rekristalizacijom iz vrućih vodenih rastvora uz dodatak kalijum karbonata tokom prve rekristalizacije. Odfiltrirajte istaložene kristale na temperaturi koja nije niža od 36 °C. Sušite u sušionici sa prirodnom ventilacijom na temperaturi od (110± 5) °C do konstantne težine.

A.5 Sirćetna kiselina CH 3 COOH (GOST 18270) se prečišćava pomoću jedne od sledećih metoda:

a) destilacija uz dodatak male količine bezvodnog natrijum acetata;

b) dvostruko frakciono zamrzavanje (nakon završetka procesa kristalizacije uklanja se višak tečne faze).

A.6 Natrijum acetat 3-voda (natrijum acetat) CH 3 COONa × 3H 2 O (GOST 199) prečišćava se dvostrukom rekristalizacijom iz vrućih vodenih otopina nakon čega slijedi kalcinacija soli na temperaturi (120± 3) °C do konstantne težine.

A.7 Piperazin fosfat C 4 H 10 N 2 H 3 PO 4 × H 2 O se sintetiše iz piperazina i ortofosforne kiseline (GOST 6552), prečišćava se trostrukom rekristalizacijom iz alkoholnih rastvora. Sušiti preko silika gela u mraku u eksikatoru do konstantne težine.

A.8 Jednostruko supstituisani kalijum fosfat (kalijum dihidrogen fosfat) KN 2 PO 4 (GOST 4198) prečišćava se dvostrukom rekristalizacijom iz mešavine vode i etanola u volumnom odnosu 1:1 i naknadnim sušenjem u pećnici na temperaturi ( 110± 5) °C do konstantne težine.

A.9 Natrijum fosfat disupstituisan 12-voda (natrijum monohidrogen fosfat) Na2HPO4 (bezvodno) dobijeno iz 12-hidratne soli Na 2 HPO 4 × 12H 2 O (GOST 4172) trostrukom rekristalizacijom iz vrućih vodenih rastvora. Sušiti (dehidrirati) u sušionici s prirodnom ventilacijom u fazama u sljedećim režimima:

Na (30 ± 5) °C - do konstantne težine

Na (50 ± 5) °S - » » »

Na (120 ± 5)°S - » » »

A.10 Tris-(hidroksimetil)-aminometan ( HOCH 2 ) 3 CNH 2 sušeno na 80 °C u pećnici do konstantne težine.

A.11 Tris-(hidroksimetil)-aminometan hidrohlorid ( HOCH 2 ) 3 CNH 2 HCl sušeno na 40 °C u pećnici do konstantne težine.

A.12 Natrijum tetraborat 10-voda Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O (GOST 4199) se prečišćava trostrukom rekristalizacijom iz vodenih rastvora na temperaturi od (50± 5) °C. Sušite na sobnoj temperaturi dva do tri dana. Konačna priprema natrijum tetraborata vrši se držanjem soli u staklenoj grafitnoj (kvarcnoj, platinastoj ili fluoroplastičnoj) čaši u eksikatoru iznad zasićenog rastvora mešavine natrijum hlorida i saharoze ili zasićenog rastvora KBr na sobnoj temperaturi do konstantne težine.

A.13 Natrijum karbonat Na 2 CO 3 (GOST 83) se prečišćava trostrukom rekristalizacijom iz vodenih rastvora, nakon čega sledi sušenje u peći na temperaturi (275± 5) °C do konstantne težine.

A.14 Natrijum karbonatna kiselina NaHCO3 (GOST 4201) se prečišćava trostrukom rekristalizacijom iz vodenih rastvora uz mjehuriće ugljičnog dioksida.

A.15 Kalcijum hidroksid Ca(OH) 2 se dobija kalcinacijom kalcijum karbonata CaCO 3 (GOST 4530) na temperaturi od (1000± 10) °C 1 sat. Dobijeni kalcijum oksid CaO se hladi na vazduhu na sobnoj temperaturi i polako, u malim porcijama, sipa vodom uz stalno mešanje dok se ne dobije suspenzija. Suspenzija se zagrije do ključanja, ohladi i filtrira kroz stakleni filter, zatim ukloni iz filtera, osuši u vakuum eksikatoru do konstantne težine i melje u fini prah. Čuvati u eksikatoru.

Dodatak B
(informativno)

Standardni broj izmjene naslova	Hemijske supstance uključene u standardni titar (modifikacije prema tabeli)	pH puferskih rastvora na temperaturi, °C
	Kalijum tetraoksalat 2-voda					1,48	1,48	1,48	1,49	1,49	1,50	1,51	1,52	1,53	1,53
	Kalijum tetraoksalat 2-voda			1,64	1,64	1,64	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,66	1,67	1,69	1,72
	Natrijum hidrodiglikolat		3,47	3,47	3,48	3,48	3,49	3,50	3,52	3,53	3,56	3,60
	Kalijum hidrogen tartarat						3,56	3,55	3,54	3,54	3,54	3,55	3,57	3,60	3,63
	Kalijum hidroftalat	4,00	4,00	4,00	4,00	4,00	4,01	4,01	4,02	4,03	4,05	4,08	4,12	4,16	4,21
		4,66	4,66	4,65	4,65	4,65	4,64	4,64	4,65	4,65	4,66	4,68	4,71	4,75	4,80
	Sirćetna kiselina + natrijum acetat	4,73	4,72	4,72	4,71	4,71	4,71	4,72	4,72	4,73	4,74	4,77	4,80	4,84	4,88
	Piperazin fosfat		6,48	6,42	6,36	6,31	6,26	6,21	6,14	6,12	6,03	5,95
		6,96	6,94	6,91	6,89	6,87	6,86	6,84	6,83	6,82	6,81	6,82	6,83	6,85	6,90
	Natrijum monohidrogen fosfat + kalijum dihidrogen fosfat	7,51	7,48	7,46	7,44	7,42	7,41	7,39	7,37
	Natrijum monohidrogen fosfat + kalijum dihidrogen fosfat		7,51	7,49	7,47	7,45	7,43	7,41	7,40
	Tris hidrohlorid + tris	8,40	8,24	8,08	7,93	7,79	7,65	7,51	7,33	7,26	7,02	6,79
	Natrijum tetraborat	9,48	9,41	9,35	9,29	9,23	9,18	9,13	9,07	9,05	8,98	8,93	8,90	8,88	8,84
	Natrijum tetraborat	9,45	9,39	9,33	9,28	9,23	9,18	9,14	9,09	9,07	9,01	8,97	8,93	9,91	8,90
	Natrijum karbonatna kiselina + natrijum karbonat	10,27	10,21	10,15	10,10	10,05	10,00	9,95	9,89	9,87	9,80	9,75	9,73	9,73	9,75
	Kalcijum hidroksid	13,36	13,16	12,97	12,78	12,60	Bilješka - Za pripremu rastvora sa pH vrednošću > 6, destilovana voda se mora prokuvati i ohladiti na temperaturu od 25 - 30°C. Prilikom pripreme staklenog posuđa ne treba koristiti sintetičke deterdžente. B.1.1 Standard za titar se prenosi u volumetrijsku tikvicu 2. klase prema GOST 1770 (u daljem tekstu tikvica). B.1.2 Izvaditi bocu (ampulu) iz pakovanja. B.1.3 Operite površinu boce (ampule) vodom i osušite je filter papirom. B.1.4 U tikvicu ubaciti lijevak, otvoriti bocu (ampulu) u skladu sa uputama proizvođača, ostaviti da se sadržaj potpuno izlije u tikvicu, isprati bocu (ampulu) iznutra vodom dok se supstanca potpuno ne ukloni sa površina, sipajte vodu za pranje u tikvicu. B.1.5 Napunite tikvicu vodom do otprilike dvije trećine zapremine, protresite dok se sadržaj potpuno ne otopi (sa izuzetkom zasićenih rastvora kalijum hidrogen tartarata i kalcijum hidroksida). B.1.6 Napunite tikvicu vodom bez dodavanja vode do oznake od 5 - 10 cm 3 . Tikvica se termostatira 30 minuta u vodenom termostatu na temperaturi od 20 °C (boce sa zasićenim rastvorima kalijum hidrogen tartarata i kalcijum hidroksida potpuno se napune vodom i termostatiraju najmanje 4 sata na temperaturi od 25 °C i 20 °C, respektivno, periodično miješanje suspenzije u tikvici protresanjem). B.1.7 Zapreminu rastvora u tikvici napuniti vodom do oznake, zatvoriti čepom i dobro promešati sadržaj. U uzorcima uzetim iz zasićenih rastvora kalijum hidrogen tartarata i kalcijum hidroksida, talog se uklanja filtracijom ili dekantacijom. U 2 Čuvanje radnih pH standarda B.2.1 Radni pH standardi se čuvaju u dobro zatvorenim staklenim ili plastičnim (polietilenskim) kontejnerima na tamnom mestu na temperaturi ne višoj od 25 °C. Rok trajanja radnih standarda je 1 mjesec od datuma pripreme, izuzev zasićenih rastvora kalijum hidrogen tartarata i kalcijum hidroksida koji se pripremaju neposredno prije mjerenja pH i koji se ne mogu čuvati.

Potenciometrija je jedna od elektrohemijskih metoda analize, zasnovana na određivanju koncentracije elektrolita mjerenjem potencijala elektrode uronjene u ispitni rastvor.

Potencijal (od lat. potentia– sila) je koncept koji karakteriše polja fizičke sile (električna, magnetska, gravitaciona) i, uopšte, polja vektorskih fizičkih veličina.

Metoda potenciometrijskog mjerenja koncentracije jona u otopini zasniva se na mjerenju razlike električnih potencijala dvije specijalne elektrode postavljene u ispitni rastvor, a jedna elektroda - pomoćna - ima konstantan potencijal tokom procesa mjerenja.

Potencijal E zasebna elektroda se određuje pomoću Nernstove jednadžbe (W. Nernst – njemački fizički hemičar, 1869. – 1941.) kroz njen standardni (normalni) potencijal E 0 i jonska aktivnost A+ , koji učestvuju u procesu elektrode

E = E 0 + 2,3 lg a + , (4.1)

Gdje E 0 – komponenta međufazne razlike potencijala, koja je određena svojstvima elektrode i ne zavisi od koncentracije jona u rastvoru; R– univerzalna gasna konstanta; n– valencija jona; T - apsolutna temperatura; F – Faradejev broj (M. Faraday – engleski fizičar 19. vijeka).

Nernstova jednačina, izvedena za usku klasu elektrohemijskih sistema, metal – rastvor katjona istog metala, važi u mnogo širem opsegu.

Potenciometrijska metoda se najčešće koristi za određivanje aktivnosti vodikovih iona, koja karakterizira kisela ili alkalna svojstva otopine.

Pojava vodikovih jona u otopini uzrokovana je disocijacijom (od lat. disocijacija- razdvajanje) dijela molekula vode, raspadanje na vodikove i hidroksilne ione:

H 2 O↔
+
. (4.2)

Prema zakonu masovne akcije, konstanta TO ravnoteža reakcije disocijacije vode je jednaka K=
.
/
.

Koncentracija nedisociranih molekula u vodi je toliko visoka (55,5 M) da se može smatrati konstantnom, pa je jednadžba (5.2) pojednostavljena:
= 55,5 =
.
, Gdje
- konstanta koja se zove ionski proizvod vode,
= 1,0∙10 -14 na temperaturi od 22 o C.

Prilikom disocijacije molekula vode, vodonik i hidroksilni joni nastaju u jednakim količinama, pa su njihove koncentracije iste (neutralni rastvor). Na osnovu jednakosti koncentracija i poznate vrijednosti jonskog proizvoda vode imamo

[H + ] =
=
= 1∙10 -7 . (4.3)

Za prikladniji izraz koncentracije vodikovih jona, hemičar P. Sarensen (danski fizikalni hemičar i biohemičar) uveo je koncept pH ( p je početno slovo danske riječi Potenz – stepen, H je hemijski simbol za vodonik).

pH vodonika je vrijednost koja karakterizira koncentraciju (aktivnost) vodikovih jona u otopinama. Numerički je jednak decimalnom logaritmu koncentracije vodikovih jona
, uzeti sa suprotnim predznakom, tj.

pH = - lg
. (4.4)

Vodeni rastvori mogu imati pH u opsegu od 1 do 15. U neutralnim rastvorima na temperaturi od 22 o C pH = 7, u kiselim rastvorima< 7, в щелочных рН > 7.

Kada se temperatura kontroliranog rastvora promijeni, elektrodni potencijal staklene elektrode se mijenja zbog prisustva koeficijenta S = 2,3∙ u jednačini (4.1). Kao rezultat, ista pH vrijednost na različitim temperaturama otopine odgovara različitim emf vrijednostima elektrodnog sistema.

Zavisnost emf sistema elektroda od pH na različitim temperaturama je gomila pravih linija (slika 4.1) koje se seku u jednoj tački. Ova tačka odgovara pH vrednosti rastvora pri kojoj emf elektrodnog sistema ne zavisi od temperature; naziva se izopotencijal (od grčkog  - jednak, identičan i ...potencijal) tačka. Koordinate izopotencijalne tačke ( E I i pH I) su najvažnije karakteristike elektrodnog sistema. Uzimajući u obzir temperaturu, statička karakteristika (4.1) poprima oblik

Svojevremeno, moj prvi akvarij s morskom vodom bilo remek-delo. Bilo je 20 galona cijelim putem stakleni akvarijum, zalijepljen silikonskim ljepilom. Sistem filtracije se sastojao od pneumatskih pješčanih filtera. Moj zadatak je bio da izdržavam njegova dva stanovnika (riba dama Beau Gregory - Stegastes leucostictus- i morska anemona Condylactis) što sretniji (što je, s obzirom na moj nedostatak iskustva i ograničena sredstva, značilo da ih održim u životu). Velika narudžba za devetogodišnjaka, bila je 1964. Moja mentorica, gospođa Perry iz Cobb Pets, rekla mi je da provjerim specifičnu težinu vode i pH. Specifična težina je bila prilično jednostavna (samo bacite hidrometar u rezervoar i napravite oznaku na određenom nivou dok dodajete svježu vodu), ali pH je bio malo složeniji. Ovaj parametar je testiran dodavanjem obojene tekućine u bocu koja sadrži uzorak akvarijske vode. Kao magijom, boja uzorka vode je promijenjena, a zatim upoređena pomoću uporedne karte koja se sastoji od niza obojenih kvadrata. Na osnovu rezultata mog prvog testiranja, morao sam dodati soda bikarbona za podizanje pH nivoa. Ispunjen osjećajem dužnosti, uradio sam upravo to - bez promjena. Nastavila sam proces sve dok nisam dodala cijelo pakovanje sode bikarbone.

Nikada neću saznati šta je uzrokovalo smrt moje ribe i morske anemone, ali incident se dogodio odmah nakon opisane epizode. Pored toga što se sve završilo veoma tužno po moje ljubimce, situacija je za mene bila poražavajuća. Sav moj rad, za koji sam dobijao dolar sedmično, bio je propao. Da stvar bude gora, ja sam bio odgovoran za smrt stanovnika. Zakopao sam ih na paprati prekrivenoj obali potoka koji je tekao kroz naše dvorište. Sada mislim da je tekući reagens istekao, pa su rezultati bili netačni. Bila je to vrlo poučna lekcija.

Tokom godina situacija se nije mnogo promijenila. Nepoznavanje značaja ovog ključnog parametra i načina provjere indikatora, nedostatak pravilnog tumačenja i potrebnih mjera može i dovest će do strašnih posljedica. Ono što se značajno promijenilo je dostupnost na tržištu i pristupačnost metoda i instrumenata za mjerenje pH vrijednosti. U ovom članku ćemo pogledati neke od njih, upoređujući njihove prednosti i nedostatke.

pH određivanje

pH je ocjena kisele ili alkalne prirode tvari, izražena na skali od 0 do 14, pri čemu je 0 vrlo kiselo, a 14 vrlo alkalno. Neutralna sredina (ni kisela ni alkalna) - indikator 7 na ovoj skali. Joni vodonika dominiraju na kiselim pH nivoima, dok hidroksilni joni dominiraju na alkalnim pH nivoima.

Slika 1. pH skala je logaritamska i predstavlja stepen aktivnosti vodonikovih jona.

Ovisno o izvoru, pH znači "potencijal vodonika" ili francuski izraz "pouvoir hydrogène", što znači "energija vodika".

Važnost mjerenja pH vrijednosti

pH je karakteristika tečnosti (u našem slučaju), što utiče na njihovu hemijski sastav, posebno, rastvorljivost hranljive materije(u redu, ako nismo otišli predaleko). Nizak pH može potencijalno toksične teške metale učiniti topljivim. pH utiče na aktivnost enzima (oni imaju preferirani pH opseg). Visok pH je sposoban da rastvori ćelijske lipidne membrane. U vodenih organizama postoji i preferirani pH raspon. Kratka recenzija pH vrijednosti u različitim okruženjima(od interesa za akvariste) prikazano je u tabeli 1. Tabela 1. Približne pH vrijednosti.

pH izvor	pH
Rio Negro River	5.1
Kišnica	5.6
Rijeka Amazon (lagana voda)	6.9
Čista (pijaća) voda	7
Morska voda	8.2
jezero Tanganjika (površina)	9

pH merenje

Postoji nekoliko načina za određivanje pH. Svaki od njih ima svoje prednosti i nedostatke. Počnimo sa najjeftinijim.

Lakmus papir
Lakmus je materijal koji potiče od lišajeva (ime dolazi od staronordijske riječi litmosi, što znači "boja" i "mahovina/lišaj"). Ovaj lakmusov derivat mijenja boju predvidljivo kada je izložen različitim pH nivoima. Ova osjetljivost čini lakmus jednostavnim i jeftinim načinom za određivanje pH. Lakmus papir je papir u koji su dodane ove boje topive u vodi, a promjena boje uzrokovana uranjanjem lakmus papira u uzorak vode ukazuje na kiselu ili alkalnu sredinu. Radni opseg pH mjerenja je približno 5 - 8. Testiranje promjene boje treba obaviti pod svjetlom punog spektra.

Slika 2. Lakmus papir je jeftin, ali približan način mjerenja pH.

Prednosti: jeftin (oko 5 US). Brz, jednostavan za korištenje.

Nedostaci: Daje približne pokazatelje. Boja uzorka vode, redukcioni agensi i oksidanti utiču na rezultat. Tumačenje rezultata zahtijeva oštru viziju. Reagens ima ograničen rok trajanja.

Indikatorske boje
Vrlo je malo takvih pH indikatora. Mogu se kupiti u prahu ili tečnom obliku. Obično se koriste u testovima koji uključuju titraciju. Ispod su karakteristike nekih od njih:

Fenolftalein: kiselinski/bazni indikator koji postaje bezbojan u kiselim uslovima i ružičasto-crven u alkalnim uslovima. Opseg mjerenja ~8,3 do 10.

Metilnarandžasta (heliantin, kisela azo boja): Mijenja boju iz žute u crvenu na pH nivoima oko 3,7.

Meta-Cresol Violet: narandžasto-žuta na 7,4 i mijenja boju u ljubičastu na višim pH nivoima (do oko 8,8).

Bromotimol plava: plava na 7,5, zelenkasta na ~6,2 - 6,8 i žuta na oko 6.

Univerzalni indikator: Kombinira više indikatora kako bi omogućio procjenu širokog pH raspona.

Slika 3. Ovaj API pH test koristi meta-krezol ljubičastu kao indikator.
Preporučljivo je procijeniti promjene boje na prirodnom svjetlu na bijeloj pozadini.

Prednosti: Relativno jeftino (~10 USD.) Neke boje se mogu koristiti za izvođenje drugih testova (npr. alkalnost) bez potrebe za pH elektrodom kada se koristi reagens.

Nedostaci: Isto kao kod lakmus papira. Neke boje imaju ograničen pH raspon. Na rezultate može uticati zamućenost i/ili boja ispitne tečnosti. Poređenja se moraju izvršiti na bijeloj pozadini pod svjetlom punog spektra. Reagensi imaju ograničen rok trajanja - mora postojati žig za rok trajanja.

pH elektrode
Znam da je to teško zamisliti novim akvaristima, ali prije 30 godina, akvaristi izvan Europe jedva da su čuli za upotrebu pH elektroda. Situacija se promijenila 1980-ih, kada je njemačka kompanija (Dupla GmbH) počela izvoziti naprednu opremu u sjeverna amerika. Danas se pH metri koriste svuda. Dostupnost uređaja i konkurencija među proizvođačima doprinijeli su tome da je cijena postala prilično pristupačna.

PH elektroda je selektivni senzor vodikovih jona (H+). pH elektrode zapravo koriste dvije elektrode, sondu (pokazna elektroda) i referentnu elektrodu. Obično se ove dvije elektrode nalaze u jednom kućištu („tijelo”) elektrode. Na kraju tijela elektrode, sonda ima tanak sloj stakla osjetljivog na vodonik. Napon sonde se mijenja u zavisnosti od aktivnosti vodikovih jona (napon raste u kiseloj sredini i opada u alkalnoj sredini). Referentna elektroda daje konstantan napon koji koristimo da odredimo razliku sa sondom. Ukupni mV odziv se šalje u mjerni uređaj (metar), gdje se pretvara u pH vrijednost.

Struktura senzora i terminologija
Da bismo razumjeli kako funkcionira pH elektroda, potrebno je razumjeti neke od pojmova koji se koriste za opisivanje njenog dizajna i druge.

Kućište (telo elektrode): šuplja cijev koja sadrži radne dijelove pH elektrode. Kućište može biti izrađeno od stakla ili hemijski otporne plastike, kao što je polieterimid.

Pufer: U našem slučaju se za kalibraciju pH metra koristi standardna otopina koja pokazuje kiseli, neutralni ili alkalni pH. Radi lakše identifikacije, neke puferske otopine su označene bojama.

Kalibracija: Proces provjere ili podešavanja kalibracije analitičkog instrumenta.

Spoj (spoj, spoj): Kombinacija dva dijela; u ovom slučaju, ispitni materijal i kontrolni interni rastvor. Veze su napravljene od razni materijali; Materijali moraju biti porozni kako bi kontrolna otopina mogla proći kroz njih. Obično se koristi keramika, tkanina itd. Postoje elektrode sa jednim, dva i prstenastim vezom.

Frita: Djelomično rastopljeno staklo ili keramika, ponekad se koristi kao spoj.

ATC: Automatska kompenzacija temperature. Pošto pH rastvora zavisi od temperature, ATC koriguje efekte temperature. ATC-u je potreban senzor temperature, koji može biti ugrađen u elektrodu blizu staklene sijalice.

Referentna elektroda: Elektroda koja daje poznati, konstantni napon; obično napravljen od žice srebrnog klorida i punjen puferskim elektrolitom.
Sonda: Srebrna hloridna žica u cijevi sa staklenom sijalicom osjetljivom na pH na kraju.

Slika 4. Unutrašnji dijelovi pH elektrode.
Radi jasnoće, zaštitno kućište (čep) koje okružuje krhku staklenu bocu nije prikazano.
Neke pH elektrode imaju priključak sa strane

Vrste pH elektroda
Postoji nekoliko vrsta elektroda. Neke, obično starije, elektrode (po mom iskustvu, sada su rijetke) sastoje se od dva odvojena kućišta. Trenutno je većina elektroda kombinovana senzora, gdje se anoda i katoda nalaze odvojeno u jednom kućištu. Oblik staklene sijalice često određuje šta će elektroda mjeriti. Sferne tikvice, sa svojom velikom površinom, vrlo su pogodne za višenamjenska (univerzalna) mjerenja u vodenim sredinama. Konusne tikvice mogu prodrijeti u polučvrste materijale (kao što su meso i druga hrana) i tlo. Za mjerenje pH vrijednosti mogu se koristiti ravne staklene "bočice". različite vrste koža, itd. Neke elektrode su za višekratnu upotrebu, dok druge nisu i punjene su hemijskim gelovima. Neke elektrode imaju uklonjive (zamjenjive) veze i sonde.

Kratak pregled pH metara

Naša recenzija je posvećena pH metrima koje proizvodi Hanna Instruments(Woonsocket, Rhode Island, SAD.) Hanna je na tržištu od 1978. godine i danas nudi više od 3.000 opcija proizvoda svojim kupcima širom svijeta. Neki od proizvoda kompanije zanimljivi su akvaristima.

Svi Hanna pH metri koji su pregledani dolaze s puferom za kalibraciju, otopinom za čišćenje elektroda i torbicom za nošenje. Započnimo našu recenziju sa:

pH provjeravač (HI98103)

Slika 5. Povoljan pH provjeravač Hanna Instruments.

HI98103 Checker® početni pH metar će biti vrijedan dodatak alatima mnogih akvarista. Uređaj nudi 0,1 pH jedinice. rezoluciju po pristupačnoj cijeni. Pristupačna cijena je zbog činjenice da uređaj nudi samo dvije tačke kalibracije (pH 4,01 i 7,01 ili 7,01 i 10,01) bez automatske temperaturne kompenzacije (ATC) ili mogućnosti mjerenja temperature. Budući da se općenito preporučuje da točke kalibracije odražavaju očekivani pH, ovaj uređaj pogodniji za slatkovodne sisteme koji oponašaju kiselo okruženje, kao što su staništa rijeke Amazone (uprkos činjenici da je sigurno sposoban mjeriti pH vrijednosti tipične za grebene i sisteme afričkih ciklida, iako s manjom preciznošću zbog samo dvije točke kalibracije). Elektroda je zamjenjiva, a veza je napravljena od papira.

Raspon: 0 do 14 jedinica

Rezolucija: 0,1 jedinica

Preciznost: ±0,2 jedinice

Tačke kalibracije (gradiranje): dva; pH 4,01, 7,01 ili 10,01

Automatska kompenzacija temperature: Nema

Mjerenje/prikaz temperature: Nema

Zamjenjiva sonda: Da

Prečnik elektrode: 8 mm (~5/16")

Veličina LCD-a: 3/8" (~10 mm)

Baterija: 1-CR2032; resurs oko 1.000 sati.

pHep pH i temperaturni senzor (HI98107)

Slika 6. pHep uređaj sa kalibracionim puferima u kućištu.

HI98107 pHep pH i temperaturni tester je modernija verzija pH Checker-a (opisan gore). Pored određivanja pH opsega gotovo svakog akvarijuma - od Amazona do grebena - uređaj takođe meri temperaturu sa automatskom kompenzacijom temperature (ATC). Uređaj uključuje dva kalibraciona pufera (4.01 i 7.01) sa trećim dostupnim (10.01, što se preporučuje za grebenske akvarijume).akvarijumi). Veza je napravljena od papira. Elektroda nije zamjenjiva.

Raspon: 0 do 14 jedinica

Rezolucija: 0,1 jedinica

Preciznost: ±0,1 jedinica

Tačke kalibracije: tri; pH 4,01, 7,01 i 10,01 (predstavljeni 4,01 i 10,01)

Zamjenjivi senzor: Da

Veličina LCD-a: 0,3125" ili ~8 mm

Baterija: 1-CR2032; otprilike 800 sati.

pHep5 vodootporni pH i temperaturni senzor (HI98128)

Slika 7. pHep nudi mnoge funkcije: pH i mjerenje temperature, ATC; i pluta na površini vode!

HI98128 pHep 5 pH metar je najnapredniji od svih džepnih pH merača kompanije Hanna. Uređaj nudi rezoluciju od 0,01 jedinica. sa tačnošću od ±0,05 i automatskom temperaturnom kompenzacijom. Uređaj je vodootporan i pluta na površini vode. Uređaj nudi fleksibilan pristup važnim mjerenjima, jer... može prepoznati 5 različitih bafera za kalibraciju.

Raspon: -2 do 16 jedinica

Rezolucija: 0,01 jedinica

Preciznost: ±0,05 jedinica

Tačke kalibracije: Dvije opcije: 4.01, 7.01, 10.01 ili 6.86, 9.18.

Automatska kompenzacija temperature: Da

Prikaz temperature: Da, može se podesiti °F ili °C, sa tačnošću od ±0,5°C.

Zamjenjiva sonda: Da

Veličina LCD-a: 0,3125" ili ~8 mm (veličina karaktera)

Baterija: 4-1.5v baterije; otprilike 300 sati

HALO bežični pH metar (HI12302)

Slika 8: Možda najnaprednija pH elektroda na tržištu, HALO bežična elektroda.

HI12302 Halo Field pH metar je zanimljiv uređaj koji nudi mnogo opcija. Prije svega, riječ je o bežičnoj pH elektrodi koja se može kontrolirati putem Bluetooth-a s Android ili iOS uređaja. Čak i nesigurni korisnici ne bi trebali brinuti. Po mom iskustvu, podešavanje je neverovatno jednostavno. Otvorio sam web stranicu Hanna Instruments, pratio HALO link i preuzeo aplikaciju za svoj pametni telefon. Nakon što je aplikacija instalirana (besplatno preuzimanje, traje oko 2 minute), otvorio sam aplikaciju i softver je prepoznao moju HALO pH elektrodu. Dalje, jedino što je potrebno je odabrati odgovarajuće ikone za kalibraciju elektrode, prikaz grafičkih podataka, pregled podataka senzora itd. Zaista vjerujem da ne može biti jednostavnije. Softver mjeri pH i temperaturu svake sekunde. Evidentiranje podataka daje ID broj elektrode, datum kalibracije, tačke kalibracije, krivu kalibracije, datum i vrijeme mjerenja, pH, temperaturu, milivolte, itd. (Pogledajte slike 9-11).

Opcije sonde uključuju sferične (univerzalne i vodena sredina), konusno (za hranu, polučvrste materijale, zemlju, itd.) i ravni vrh (za kožu, papir, itd.) HALO polieterimidno (PEI) plastično tijelo odobreno je za kontakt s hranom i nepropusno je na sve što hladnjača može koristite (osim ako niste potpuno "bez kočnica" i dozirate aromatične ugljovodonike i/ili djelimično halogenirane rastvarače u svoj sistem).

Raspon: 0 do 14 jedinica

Rezolucija: podesiva od strane korisnika: 0.1, 0.01 ili .001 jedinica.

Preciznost: ±0,005 jedinica

Tačke kalibracije: sedam; pH 1,68, 4,01, 6,86, 7,01, 91,8, 10,01 i 12,45.

Automatska kompenzacija temperature: Da

Zamjenjiva sonda: nema

Prečnik elektrode: 12 mm (~1/2")

Zapisivanje podataka: Da

Baterija: litijumska baterija, 500h.

Slika 10: U režimu snimanja podataka, pH vrednosti dobijena HALO elektrodom mogu se videti kao tabela ili...

Slika 11. ...kao grafikon. Mogu se napraviti napomene i podaci se mogu prenijeti u Excel tabele.

Ovdje možete provjeriti da li je vaš telefon ili tablet HALO kompatibilan: http://hannainst.com/halo
Više informacija o Hanna Instruments proizvodima možete pronaći ovdje: http://hannainst.com
Svi Hanna senzori i elektrode dolaze sa garancijom od 6 mjeseci.

Ostala razmatranja

Sada ću ukratko govoriti o drugim aspektima koje treba uzeti u obzir prilikom kupovine pH metra ili elektrode.

konektori (adapteri)
Uređaji za mjerenje pH vrijednosti sa zasebnim elektrodama moraju biti povezani na uređaj pomoću konektora (osim ako mi pričamo o tome o bežično povezanim uređajima kao što je Hanna HALO.) I dok se ovaj aspekt čini minornim, može imati dugotrajne i možda skupe posljedice. Neki proizvođači koriste specijalizirane konektore kako bi osigurali dugotrajnu upotrebu i kupovinu elektroda koje proizvode. Najčešći je Bayonet Neill-Concelman (BNC) konektor za brzo povezivanje. Američki konektor je manje uobičajen. Neki uređaji evropske proizvodnje koriste S7 konektor.

Veze
Spoj u pH elektrodi je tačka preseka (susreta) dva sveta – unutrašnjeg rastvora senzora i uzorka za ispitivanje. Postoje specijalizovani termini koji se koriste za opisivanje jedinjenja, njihove strukture i geometrije. Kao što je diskutovano, spojevi omogućavaju da otopina kontrolne elektrode teče u otopinu za ispitivanje. U tom smislu, oni su podložni kontaminaciji i začepljenju, posebno u slučaju uljanih uzoraka, ili uzoraka s visokim sadržajem proteina ili suspenzija (otopine sa suspenzijom). Neke elektrode koriste vezu tkiva. Skuplje elektrode koriste porozne keramičke materijale. Neki priključci su napravljeni od PTFE (politetrafluoroetilen) plastike i dizajnirani su za upotrebu u teškim okruženjima, uključujući okruženja sa visokim sadržajem ugljovodonika. PTFE spojevi su ponekad prilično veliki i nalikuju prstenu oko staklene sijalice (keramički spojevi su obično mali, samo oko 1 milimetar u prečniku). Svi priključci mogu postati kontaminirani.

Srećom, za grebenske akvariste, univerzalni pH senzori s priključcima od tkanine ili keramike su sasvim prikladni.

Čišćenje pH elektroda
Uvijek je vrijedno zapamtiti da su elektrode instrumenti za naučna istraživanja i zahtijevaju odgovarajuću njegu. I iako je plastično tijelo prilično izdržljivo, staklena sijalica je vrlo krhka - nepažljivo rukovanje može dovesti do loma. Elektrode koje se koriste samo povremeno ne zahtijevaju često čišćenje; međutim, ako je vaša elektroda stalno uronjena u "organsku supu" (kao u nekim akvarijima), akvaristima se savjetuje da redovno čiste elektrodu. Dešava se da se sonda prekrije biološkim nečistoćama i proteinima. Hrana (i katastrofalni kvarovi potopljenih pumpi) dodaju masti u akvarijumsku vodu, što takođe doprinosi kontaminaciji elektroda. Srećom, rješenja za čišćenje mogu pomoći u održavanju funkcionalnosti elektrode. Slijedite upute proizvođača. Nemojte trljati elektrodu - uvijek je osušite kako biste spriječili statičko pražnjenje.

Gel elektrode koje se mogu puniti i koje se ne mogu ponovo puniti
Neke elektrode se mogu napuniti posebno formuliranim otopinama, dok se druge elektrode pune gelom. Općenito, gel senzori sporije reagiraju na promjene pH nivoa. Većina senzora namijenjenih za upotrebu u akvarijima punjena je gelom.

Kalibracija
Ispravna kalibracija pH elektrode je neophodan uslov da dobijete tačne rezultate. Proces je pojednostavljen ako instrument nudi automatsku temperaturnu kompenzaciju (ATC). Slike 12-14 daju primjere utjecaja temperature na kalibracijski standard.

Slika 12. Utjecaj temperature na pufer kalijum hidrogen ftalata 4.01.

Slika 13. Utjecaj temperature na pH pufera kalijum dihidrogen fosfat/natrijum dihidrogen fosfat (6.865). Na sreću, kalibracija sobne temperature je prilično precizna kada se koristi instrument koji nije ATC.

Slika 14: Na pH datog pufera (natrijum bikarbonat/natrijum karbonat) može uticati temperatura (još jedan slučaj za korišćenje ATC uređaja.) Ugljen dioksid iz atmosfere utiče na rastvor tokom vremena.

Ispravno kalibriranje pH elektrode zahtijeva malo strpljenja i pažnje na detalje. Novi senzori trebaju biti pravilno hidrirani (pogledajte priručnik za vaš uređaj). Iako je moguća kalibracija u jednoj tački, preporučljivo je izvršiti kalibraciju u 2 tačke (između kojih bi trebao pasti očekivani pH nivo). Za grebenske akvarijume koristite pufere 7.01 i 9 ili 10. Imajte na umu da neki uređaji mogu automatski prepoznati pufere i stoga zahtijevaju upotrebu posebnih rješenja. Prije kalibracije provjerite da li elektroda ima oštećenja (posebno staklenu sijalicu). Staklena boca mora biti bez bioloških nečistoća. Ako je dostupno, koristite otopinu za čišćenje koju preporučuje proizvođač. Pravilno čišćenje će ukloniti biološke nečistoće, masti, proteinske kontaminante itd. Elektroda, ako se može ponovno puniti, mora biti napunjena otopinom koju preporučuje proizvođač. Kada je elektroda čista i u dobrom stanju, stavite je u prvu otopinu za kalibraciju. Uvjerite se da su staklena sijalica elektrode i priključak potpuno uronjeni u otopinu za kalibraciju (ja koristim čašu od 30 mm gdje je 7 mm pufera dovoljno za kalibraciju). Energično promiješajte otopinu elektrodom (ako magnetna miješalica nije dostupna) i pričekajte dok se temperatura elektrode i otopine ne izjednače. Unesite vrijednost u memoriju uređaja (obično je potrebno da pritisnete dugme kada je uređaj u režimu kalibracije). Isperite elektrodu destilovanom vodom i osušite maramicom (po mogućnosti koristeći laboratorijske maramice kao što je Kimwipes). NIKADA ne brišite elektrode papirom - to može stvoriti statički napon koji može uticati na kalibraciju, a samim tim i na očitavanja. U slučaju jedne tačke kalibracije, proces je završen. U slučaju 2 ili 3 tačke kalibracije, postupak se mora ponoviti. Kada mjerite pH uzorka vode, promiješajte otopinu ručno ili pomoću miješalice i ostavite vrijeme za kompenzaciju temperature. U laboratorijskoj praksi preporučuje se snimanje pH i temperature.

Starenje kalibracionih pufera
Kao i kod većine hemikalija, pH puferi se vremenom pogoršavaju. Neki puferi su proizvedeni tako da budu otporni na promjene i imaju dug vijek trajanja (nekoliko godina). Odaberite pufere koji imaju rok trajanja naveden na pakovanju. Karbonatni puferi obično imaju kraći rok trajanja od alkalnih ili kiselih pufera zbog izloženosti ugljičnom dioksidu u zraku. Puferi koji su došli u kontakt sa elektrodom tokom kalibracije moraju se odbaciti. Ako primijetite da je pufer prekriven plijesni (obično se to odnosi na pufere u rasponu od oko 4), bacite ga. Nemojte koristiti pufere za podešavanje pH vrijednosti vašeg akvarija.

Čuvanje pH elektroda
pH senzore treba pravilno skladištiti. Najvažnije je da staklena boca mora ostati hidratizirana. Drugo, početno rješenje ne bi trebalo dozvoliti osmozu između samog rastvora i unutrašnjeg rastvora/gela elektrode. Osim toga, mora sadržavati antimikrobnu komponentu kako bi se spriječilo stvaranje plijesni i prljanja.
Potrebni puferi za pH kalibraciju, osnovne otopine i pribor možete pogledati ovdje: http://hannainst.com/ph-solutions

Hanna Instruments pH blogovi i resursi

1.
2. Vodiči i kontrolne liste za pH elektrode
3. 10 najvećih grešaka u mjerenju pH vrijednosti
4.

Članci u ovoj sekciji mogu se preuzeti u Word formatu (tekst i slike) i Excel formatu (tekst, slike, radni fragmenti proračuna)

Međutim, ako i dalje ne volite da koristite slike o kojima smo govorili u prethodnoj lekciji, onda možete ponuditi kratke programe koji rade u rasponu NaCl = 0--500 μg/kg i t = 10--50 oC sa greškom ekstrapolacije do 2 μg/kg pretvoren u natrijum, što je mnogo manje od greške samog merenja. Ove programe ćete pronaći u datoteci Fragment.xls, imaju sljedeći tabelarni oblik:

NaCl u kontaktu sa vazduhom:

Ako je sadržaj ugljičnog dioksida u zraku prostorije veći od izračunatog, tada će koncentracija NaCl izračunata iz ovih fragmenata biti precijenjena.

Sada o kvaliteti naših podataka. Uvijek čuvajte svoje originalne podatke. Ako ste snimili očitanja uređaja - električnu provodljivost ili pH - zapišite temperaturu otopine koja se mjeri. Za pH, navedite da li je temperaturni kompenzator bio uključen tokom mjerenja i općenito pogledajte upute za uređaj da vidite šta radi kada temperatura uzorka odstupi od standardne temperature. Kada određujete pH, provodljivost ili alkalnost hidrata u uzorku, posebno u uzorku s visokim početnim sadržajem ugljičnog dioksida, imajte na umu da vaš uzorak više nije isti kao kada je uzet. Nepoznata količina ugljičnog dioksida je već prešla iz uzorka u zrak ili obrnuto.

Jednom su zvali iz Vinice i pitali kako podesiti pH prema temperaturi. Ovo može, ali i ne mora biti ono što bi trebalo učiniti na licu mjesta. U svakom slučaju, zabilježite početni pH i temperaturu uzorka i obezbijedite zasebnu kolonu za podešenu pH vrijednost.

Sada o tome kako podesiti pH. Bojim se da je unutra opšti pogled Ni stotinu mudraca ne može odgovoriti na ovo „jednostavno“ pitanje. Na primjer, ovako izgleda ovisnost pH vrijednosti od temperature za apsolutno čistu vodu.

Isto, ali u kontaktu sa vazduhom:

Ali ispostavilo se da je korekcija pH na temperaturu za ova dva grafikona ista:

Prijelaz sa izmjerenog pHt na pH na t=25 °C za ove grafikone može se izvršiti korištenjem formule:

Rigorozniji pristup bio bi uzimanje ne 1 i 3 mg/l slobodnog ugljičnog dioksida, već 1 i 3 mg/l ukupnog (nedisociranog i disociranog) ugljičnog dioksida. Ako želite, naći ćete ovaj fragment na Sheet4, ali rezultati za ovaj fragment neće se značajno razlikovati od onih prikazanih na ovom Listu.

Imajte na umu da su fragmenti za ugljični dioksid dati u odnosu na vode u kojima, osim ugljičnog dioksida, nema lužina ili kiselina, a posebno amonijaka. To se dešava samo kod nekih termoelektrana sa kotlovima srednjeg pritiska.

pH vrijednost, pH(lat. strondus hydrogenii- "težina vodonika", izgovara se "peh") je mjera aktivnosti (u visoko razrijeđenim otopinama ekvivalentna koncentraciji) vodikovih jona u otopini, koja kvantitativno izražava njegovu kiselost. Jednaka po veličini i suprotnog predznaka od decimalnog logaritma aktivnosti vodikovih jona, koja se izražava u molovima po litru:

Istorija pH vrednosti.

Koncept pH vrijednost uveo danski hemičar Sørensen 1909. Indikator se poziva pH (prema prvim slovima latinskih reči potentia hydrogeni- jačina vodonika, ili pondus hydrogeni- težina vodonika). U hemiji kombinacijom pX obično označavaju količinu koja je jednaka log X, i pismo H u ovom slučaju označimo koncentraciju vodikovih jona ( H+), odnosno termodinamička aktivnost hidronij jona.

Jednačine koje se odnose na pH i pOH.

Prikaz pH vrijednosti.

U čistoj vodi na 25 °C koncentracija vodikovih jona ([ H+]) i hidroksid ioni ([ OH− ]) identični i jednaki 10 −7 mol/l, to jasno proizilazi iz definicije ionskog proizvoda vode, jednakog [ H+] · [ OH− ] i iznosi 10 −14 mol²/l² (na 25 °C).

Ako su koncentracije dvije vrste jona u otopini iste, onda se kaže da otopina ima neutralnu reakciju. Kada se u vodu doda kiselina, koncentracija vodikovih iona se povećava, a koncentracija hidroksidnih iona smanjuje; kada se doda baza, naprotiv, sadržaj hidroksidnih iona se povećava, a koncentracija vodikovih iona opada. Kada [ H+] > [OH− ] kaže se da se rastvor ispostavi kiselim, a kada [ OH − ] > [H+] - alkalna.

Da bi bilo zgodnije zamisliti, da biste se riješili negativnog eksponenta, umjesto koncentracija vodikovih jona, koristite njihov decimalni logaritam koji se uzima sa suprotnim predznakom, a to je eksponent vodonika - pH.

Pokazatelj bazičnosti otopine pOH.

Obrnuto je nešto manje popularno pH veličina - indeks osnovnosti rješenja, pOH, što je jednako decimalnom logaritmu (negativno) koncentracije jona u otopini OH − :

kao u bilo kojoj vodenoj otopini na 25 °C, što znači na ovoj temperaturi:

pH vrijednosti u otopinama različite kiselosti.

• Suprotno uvriježenom mišljenju, pH može varirati izvan raspona 0 - 14, a može ići i izvan ovih granica. Na primjer, pri koncentraciji vodikovih jona [ H+] = 10 −15 mol/l, pH= 15, pri koncentraciji hidroksidnih jona od 10 mol/l pOH = −1 .

Jer na 25 °C (standardni uslovi) [ H+] [OH − ] = 10 −14 , onda je jasno da na takvoj temperaturi pH + pHOH = 14.

Jer u kiselim otopinama [ H+] > 10 −7 , što znači da za kisele otopine pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH neutralnih rješenja je 7. Za više visoke temperature konstanta elektrolitičke disocijacije vode se povećava, što znači da se ionski proizvod vode povećava, tada će biti neutralan pH= 7 (što odgovara istovremeno povećanim koncentracijama kao H+, dakle OH−); sa padom temperature, naprotiv, neutralno pH povećava.

Metode za određivanje pH vrijednosti.

Postoji nekoliko metoda za određivanje vrijednosti pH rješenja. Indeks vodonika se približno procjenjuje pomoću indikatora, a mjeri se precizno korištenjem pH-metar ili određen analitički izvođenjem acidobazne titracije.

1. Za grubu procjenu koncentracije vodikovih jona, često se koristi acido-bazni indikatori- organske materije za bojenje čija boja zavisi od pH okruženje. Najpopularniji indikatori: lakmus, fenolftalein, metil narandža (metilnarandža) itd. Indikatori mogu biti u dva različito obojena oblika – kiseli ili bazični. Boja svih indikatora se mijenja unutar vlastitog raspona kiselosti, često 1-2 jedinice.
2. Za povećanje radnog intervala mjerenja pH primijeniti univerzalni indikator, što je mješavina nekoliko indikatora. Univerzalni indikator mijenja boju uzastopno od crvene preko žute, zelene, plave do ljubičaste kada se kreće iz kiselog područja u alkalno. Definicije pH korištenje indikatorske metode je teško za zamućene ili obojene otopine.
3. Korišćenjem specijalnog uređaja - pH-metar - omogućava mjerenje pH u širem rasponu i preciznije (do 0,01 jedinica pH) nego korištenjem indikatora. Ionometrijska metoda određivanja pH zasniva se na mjerenju emf galvanskog kola milivoltmetar-jonometrom, koji uključuje staklenu elektrodu, čiji potencijal ovisi o koncentraciji jona H+ u okolnom rješenju. Metoda je vrlo precizna i pogodna, posebno nakon kalibracije indikatorske elektrode u odabranom rasponu pH, što omogućava mjerenje pH neprozirne i obojene otopine i stoga se često koristi.
4. Analitička volumetrijska metoda — acidobazna titracija— takođe daje tačne rezultate za određivanje kiselosti rastvora. Otopina poznate koncentracije (titrant) dodaje se kap po kap u otopinu koja se ispituje. Kada se pomešaju, to se dešava hemijska reakcija. Tačka ekvivalencije - trenutak kada ima tačno dovoljno titranta da se reakcija završi - bilježi se pomoću indikatora. Nakon toga, ako je poznata koncentracija i volumen dodane otopine titranta, određuje se kiselost otopine.
5. pH:

0,001 mol/L HCl na 20 °C ima pH=3, na 30 °C pH=3,

0,001 mol/L NaOH na 20 °C ima pH=11,73, na 30 °C pH=10,83,

Utjecaj temperature na vrijednosti pH objašnjava se različitom disocijacijom vodikovih jona (H+) i nije eksperimentalna greška. Temperaturni efekat se ne može kompenzovati elektronski pH-metar.

Uloga pH u hemiji i biologiji.

Kiselost sredine je važna za većinu hemijskih procesa, a mogućnost nastanka ili rezultata određene reakcije često zavisi od pH okruženje. Za održavanje određene vrijednosti pH u reakcionom sistemu, prilikom izvođenja laboratorijskih istraživanja ili u proizvodnji, koriste se puferske otopine koje omogućavaju održavanje gotovo konstantne vrijednosti pH kada se razrijedi ili kada se otopini dodaju male količine kiseline ili lužine.

pH vrijednost pHčesto se koristi za karakterizaciju kiselinsko-baznih svojstava različitih bioloških medija.

Za biohemijske reakcije od velikog je značaja kiselost reakcionog medija koji se javlja u živim sistemima. Koncentracija vodikovih jona u otopini često utječe na fizičko-hemijska svojstva i biološku aktivnost proteina i nukleinskih kiselina, stoga je za normalno funkcioniranje organizma održavanje acidobazne homeostaze zadatak od izuzetnog značaja. Dinamičko održavanje optimalnog pH biološke tečnosti se postiže pod uticajem pufer sistema organizma.

IN ljudsko tijelo U različitim organima pH vrijednost je različita.

Neka značenja pH.
Supstanca
Elektrolit u olovnim baterijama
Želudačni sok
Limunov sok (5% rastvor limunske kiseline)
Prehrambeno sirće
koka kola
sok od jabuke
Koža zdrava osoba
Kisela kiša
Pije vodu
Čista voda na 25 °C
Morska voda
Sapun (masni) za ruke
Amonijak
izbjeljivač (izbjeljivač)
Koncentrovani alkalni rastvori