Système de soutien de l'État
unité de mesures

TITRES STANDARD POUR LA CUISINE
SOLUTIONS TAMPONS -
NORMES DE TRAVAIL pH2 et 3ème SCHÉMA

Caractéristiques techniques et métrologiques

Méthodes pour leur détermination

Moscou Standardinformer 200 8

Préface

Les objectifs, les principes de base et la procédure de base pour mener à bien les travaux de normalisation interétatique sont établis par GOST 1.0-92 « Système de normalisation interétatique ». Dispositions de base" et GOST 1.2-97 "Système de normalisation interétatique. Normes, règles et recommandations interétatiques pour la normalisation interétatique. Procédure de développement, d'adoption, d'application, de mise à jour et d'annulation"

Informations standards

1 DÉVELOPPÉ par l'Entreprise unitaire d'État fédérale « Institut panrusse de recherche scientifique sur les mesures physiques, techniques et radioélectriques » (FSUE « VNIIFTRI ») de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie

2 INTRODUIT par l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie

3 ADOPTÉ par le Conseil interétatique de normalisation, de métrologie et de certification (Protocole n° 26 du 8 décembre 2004)

Nom abrégé du pays selon MK (ISO 3166) 004-97	Code pays selon MK (ISO 3166) 004-97	Nom abrégé de l'organisme national de normalisation
Azerbaïdjan		Azstandard
Biélorussie		Norme d'État de la République de Biélorussie
Kazakhstan		Gosstandart de la République du Kazakhstan
Kirghizistan		Norme kirghize
Moldavie		Moldavie-Standard
Fédération Russe		Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie
Tadjikistan		Norme tadjike
Ouzbékistan		Norme américaine

4 Par arrêté de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie du 15 avril 2005 n° 84-st, la norme interétatique GOST 8.135-2004 a été mise en vigueur directement en tant que norme nationale Fédération Russe depuis le 1er août 2005

6 RÉPUBLIQUE. décembre 2007

Les informations sur l'entrée en vigueur (la fin) de cette norme et ses modifications sont publiées dans l'index « Normes nationales ».

Les informations sur les modifications apportées à cette norme sont publiées dans l'index (catalogue) « Normes nationales », et le texte des modifications est publié dans panneaux d’information « Normes nationales ». En cas de révision ou d'annulation de cette norme, les informations pertinentes seront publiées dans l'index d'information « Normes nationales ».

NORME INTER-ÉTATS

Date d'introduction - 2005-08-01

1 domaine d'utilisation

Cette norme s'applique aux titres standards, qui sont des quantités pesées avec précision de substances chimiques dans des flacons ou des ampoules, destinés à la préparation de solutions tampons avec certaines valeurs de pH, et établit les caractéristiques techniques et métrologiques et les méthodes pour leur détermination.

2 Références normatives

Cette norme utilise des références normatives aux normes suivantes :

3.4 Les titres standards sont préparés avec des quantités pesées de produits chimiques nécessaires à la préparation de 0,25 ; Solution tampon 0,50 et 1 dm 3. La masse nominale d'un échantillon de la substance nécessaire pour préparer 1 dm 3 d'une solution tampon est indiquée dans le tableau.

Tableau 1

	Produits chimiques inclus dans le titre standard	Masse nominale d'un échantillon de la substance m nom inclus dans le titre standard, pour préparer 1 dm 3 solution tampon 1, g	Valeur pH nominale de la solution tampon à 25 °C 2)
	× 2H 2 O	25,219	1,48
	Tétraoxalate de potassium 2-eau KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H 2 O	12,610	1,65
	Hydrodiglycolate de sodium C4H5O5Na	7,868	3,49
	Tartrate acide de potassium KNS 4 H 4 C 6	9,5 3)	3,56
	Hydrophtalate de potassium KNS 8 H 4 O 4	10,120	4,01
	Acide acétique CH 3 COOH Acétate de sodium CH 3 COONa	6,010 8,000	4,64
	Acide acétique CH 3 COOH Acétate de sodium CH 3 COONa	0,600 0,820	4,71
	Phosphate de pipérazine C 4H10N2H3PO4	4,027	6,26
	Phosphate monohydrogéné de sodium Na2HPO4	3,3880 3,5330	6,86
	Phosphate monopotassique KH 2 PO 4 Phosphate monohydrogéné de sodium Na2HPO4	1,1790 4,3030	7,41
	Phosphate monopotassique KH 2 PO 4 Phosphate monohydrogéné de sodium Na2HPO4	1,3560 5,6564	7,43
	Tris 4) (HOCH 2) 3 CNH 2 Tris 4) chlorhydrate (HOCH 2) 3 CNH2HCl	2,019 7,350	7,65
	Tétraborate de sodium 10-eau Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	3,8064	9,18
	Tétraborate de sodium 10-eau Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	19,012	9,18
	Le carbonate de sodium Na2CO3 Acide carbonate de sodium NaHCO3	2,6428 2,0947	10,00
	Hydroxyde de calcium Ca(OH) 2	1,75 3)	12,43
1) Pour préparer une solution tampon d'un volume de 0,50 et 0,25 dm 3, la masse d'un échantillon de substance doit être réduite de 2 et 4 fois, respectivement. 2) La dépendance des valeurs de pH des solutions tampons à la température est donnée en annexe . 3) Un échantillon pour préparer une solution saturée. 4) Tris-(hydroxyméthyl)-aminométhane.

3.5 Les masses de substances pesées en titres standards doivent correspondre aux valeurs nominales avec un écart admissible d'au plus 0,2 %. Les masses de substances pesées en titres standards pour la préparation de solutions saturées d'hydrogénotartrate de potassium et d'hydroxyde de calcium doivent correspondre aux valeurs nominales avec un écart admissible d'au plus 1 %.

3.6 Les solutions tampons préparées à partir de titres étalons doivent reproduire les valeurs nominales de pH indiquées dans le tableau.

Les écarts admissibles par rapport à la valeur nominale du pH ne doivent pas dépasser les limites suivantes :

± 0,01 pH - pour solutions tampons - étalons de pH de travail de 2ème catégorie ;

± 0,03 pH - pour solutions tampons - étalons de pH de travail de 3ème catégorie.

3.7 Les titres étalons peuvent être préparés sous forme de quantités pesées de poudres de substances chimiques et sous forme de leurs solutions aqueuses (titres étalons avec de l'acide acétique - uniquement sous forme de solutions aqueuses), conditionnés dans des flacons hermétiquement fermés ou scellés dans du verre. ampoules.

Pour préparer des solutions aqueuses, utilisez de l'eau distillée conformément à GOST 6709.

3.8 Exigences relatives à l'emballage, au conditionnement, à l'étiquetage et au transport des titres étalons - selon les conditions techniques des titres étalons spécifiques.

3.9 La documentation opérationnelle des titres standards doit contenir les informations suivantes :

Objet : catégorie (2e ou 3e) d'étalons de pH de travail - solutions tampons préparées à partir de titres étalons ;

Valeur pH nominale des solutions tampons à 25 °C ;

Volume des solutions tampons en décimètres cubes ;

Méthodologie (instructions) de préparation de solutions tampons à partir de titres standards, élaborée conformément à l'annexe de la présente norme ;

Durée de conservation du titre standard.

4 Méthodes de détermination des caractéristiques des titres standards

4.1 Nombre d'échantillonsnpour déterminer les caractéristiques de chaque modification, des titres standards sont sélectionnés en fonction GOST 3885 en fonction du volume du lot de titres standards de cette modification, mais au moins trois échantillons de titres standards en ampoules (pour déterminer le pH) et au moins six échantillons en flacons (3 pour déterminer la masse, 3 pour déterminer le pH).

4.2 Les instruments de mesure utilisés doivent avoir des certificats de vérification (certificats) avec une période de vérification valide.

4.3 Les mesures sont effectuées dans des conditions normales :

température de l'air ambiant, °C 20 ± 5 ;

humidité relative de l'air, % de 30 à 80 ;

pression atmosphérique, kPa (mm Hg) de 84 à 106 (de 630 à 795).

4.4 La masse d'un échantillon d'une substance chimique dans une bouteille 1) est déterminée par la différence entre la masse de la bouteille avec l'échantillon et la masse d'une bouteille vide et propre. Les mesures de la masse de l'échantillon et de la masse de la bouteille sont effectuées avec une erreur ne dépassant pas 0,0005 g sur une balance analytique (classe de précision d'au moins 2 selon GOST 24104).

1) Dans une ampoule en verre, la masse d'un échantillon du titre étalon n'est pas déterminée.

4.4.1 Déviation D je, %, le poids de l'échantillon à partir de la valeur nominale du poids pour chacun des échantillons est déterminé par la formule

Où m nom- masse nominale d'un échantillon de la substance chimique incluse dans le titre étalon (voir tableau) ;

je

je suis- résultat de la mesure de massejeème échantillon ( je = 1 ... n), G.

4.4.2 Si pour au moins un des échantillons la valeur D jesera supérieur à 0,2% (et pour les titres standards pour la préparation de solutions tampons saturées - plus de 1%), alors le lot de titres standards de cette modification sera rejeté.

4.5.1 La valeur pH de la solution tampon - l'étalon de travail pH de 2e catégorie, préparé à partir du titre étalon, est déterminé à l'aide de l'étalon de travail pH de 1ère catégorie (GOST 8.120) à la température des solutions tampons (25 ± 0,5) °C à conformément aux procédures de mesure du pH incluses dans règlementsétalon de pH de travail de 1ère catégorie.

4.5.1.1 Écart du pH par rapport à la valeur nominale ( DpH) je, déterminé par la formule

(DpH) je= | pH nom - pH je | ,

Où je- numéro d'échantillon de titre standard ;

pH nom - valeur pH nominale de la solution tampon selon le tableau ;

pH je - Résultat de la mesure de la valeur pHjeème échantillon ( je = 1 ... n).

4.5.1.2 Si la valeur ( DpH) jepour chacune des solutions tampons n'est pas supérieur à 0,01 pH, alors les titres étalons de ce lot sont considérés comme appropriés pour la préparation d'un étalon de pH de travail de 2ème catégorie.

Si la valeur (D pH) jepour chacune des solutions tampons n'est pas supérieur à 0,03 pH, alors les titres étalons de ce lot sont considérés comme appropriés pour la préparation d'un étalon de pH de travail de 3ème catégorie.

(DpH) je

4.5.4 La valeur pH de la solution tampon - l'étalon de pH de travail de la 3ème catégorie, préparé à partir du titre étalon, est déterminé par le pH-mètre étalon de la 2ème catégorie (GOST 8.120) conformément au mode d'emploi du pH mètre à la température des solutions tampons (25 ± 0,5) °C.

4.5.2.1 Écart du pH par rapport à la valeur nominale ( DpH) je déterminé par .

4.5.2.2 Si la valeur ( DpH) jepour chacune des solutions tampons n'est pas supérieur à 0,03 pH, alors les titres étalons de ce lot sont considérés comme appropriés pour la préparation d'un étalon de pH de travail de 3ème catégorie.

Si pour au moins une des solutions tampons(DpH) jesera supérieur à 0,03 pH, alors les mesures sont répétées sur deux fois le nombre d'échantillons.

Les résultats de mesures répétées sont définitifs. Si les résultats sont négatifs, le lot de titres standards est rejeté.

Annexe A
(requis)

Les produits chimiques pour les titres standards sont obtenus par purification supplémentaire de réactifs chimiques au moins de qualité analytique. Des réactifs chimiques d’une pureté particulière et de qualifications chimiques peuvent être utilisés sans purification supplémentaire. Toutefois, le dernier critère d'adéquation aux titres standards est la valeur pH des solutions tampons préparées à partir de titres standards. Pour purifier les substances, il est nécessaire d'utiliser de l'eau distillée (ci-après dénommée eau) avec une conductivité électrique spécifique ne dépassant pas 5.× 10-4 cm × m -1 à une température de 20 °C selon GOST 6709.

A.1 Tétraoxalate de potassium 2-eau KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H 2 O est purifié par double recristallisation à partir de solutions aqueuses à une température de 50 °C. Sécher dans une armoire de séchage à ventilation naturelle à une température de (55± 5) °C jusqu'à poids constant.

A.2 Hydrodiglycolate de sodium (oxydiacétate) C4H5O5Na séché à une température de 110°C jusqu'à poids constant. Si le réactif chimique n'est pas disponible, l'hydrodiglycolate de sodium est obtenu en neutralisant à moitié l'acide correspondant avec de l'hydroxyde de sodium. Après cristallisation, les cristaux sont filtrés sur un filtre en verre poreux.

A.3 Hydrogénotartrate de potassium (tartrate de potassium) KNS 4 H 4 O 6 est purifié par double recristallisation à partir de solutions aqueuses ; séché au four à une température (110± 5) °C jusqu'à poids constant.

A.4 Hydrophtalate de potassium (phtalate de potassium acide) KNS 8 H 4 O 4 est purifié par double recristallisation à partir de solutions aqueuses chaudes avec ajout de carbonate de potassium lors de la première recristallisation. Filtrer les cristaux précipités à une température non inférieure à 36 °C. Sécher dans une armoire de séchage à ventilation naturelle à une température de (110± 5) °C jusqu'à poids constant.

A.5 L'acide acétique CH 3 COOH (GOST 18270) est purifié en utilisant l'une des méthodes suivantes :

a) distillation avec addition d'une petite quantité d'acétate de sodium anhydre ;

b) double congélation fractionnée (une fois le processus de cristallisation terminé, la phase liquide en excès est éliminée).

A.6 Acétate de sodium 3-eau (acétate de sodium) CH 3 COONa × 3H 2 O (GOST 199) est purifié par double recristallisation à partir de solutions aqueuses chaudes suivie d'une calcination du sel à une température (120± 3) °C jusqu'à poids constant.

A.7 Phosphate de pipérazine C 4 H 10 N 2 H 3 PO 4 × H 2 O est synthétisé à partir de pipérazine et d'acide orthophosphorique (GOST 6552), purifié par triple recristallisation à partir de solutions alcooliques. Sécher sur gel de silice à l'obscurité dans un dessicateur jusqu'à poids constant.

A.8 Le phosphate de potassium monosubstitué (phosphate monopotassique) KN 2 PO 4 (GOST 4198) est purifié par double recristallisation à partir d'un mélange eau-éthanol avec un rapport volumique de 1 : 1 et séchage ultérieur dans une étuve à une température ( 110± 5) °C jusqu'à poids constant.

A.9 Phosphate de sodium disubstitué 12-eau (phosphate monohydrogéné de sodium) Na2HPO4 (anhydre) obtenu à partir de sel 12-hydrate Na 2 HPO 4 × 12H 2 O (GOST 4172) par triple recristallisation à partir de solutions aqueuses chaudes. Sécher (déshydrater) dans une armoire de séchage à ventilation naturelle par étapes dans les modes suivants :

À (30 ± 5) °C - à poids constant

À (50 ± 5) °С - » » »

À (120 ± 5)°С - » » »

A.10 Tris-(hydroxyméthyl)-aminométhane ( HOCH 2 ) 3 CNH 2 séché à 80 °C dans une étuve jusqu'à poids constant.

A.11 Chlorhydrate de tris-(hydroxyméthyl)-aminométhane ( HOCH 2 ) 3 CNH 2 HCl séché à 40 °C dans une étuve jusqu'à poids constant.

A.12 Tétraborate de sodium 10-eau Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O (GOST 4199) est purifié par triple recristallisation à partir de solutions aqueuses à une température de (50± 5) °C. Sécher à température ambiante pendant deux à trois jours. La préparation finale du tétraborate de sodium s'effectue en conservant le sel dans une coupelle en verre-graphite (quartz, platine ou fluoroplastique) dans un dessicateur au-dessus d'une solution saturée d'un mélange de chlorure de sodium et de saccharose ou d'une solution saturée. KBr à température ambiante jusqu'à poids constant.

A.13 Carbonate de sodiumNa 2CO3 (GOST 83) est purifié par triple recristallisation à partir de solutions aqueuses, suivie d'un séchage au four à une température (275± 5) °C jusqu'à poids constant.

A.14 Acide carbonate de sodium NaHCO3 (GOST 4201) est purifié par triple recristallisation à partir de solutions aqueuses avec barbotage de dioxyde de carbone.

A.15 L'hydroxyde de calcium Ca(OH) 2 est obtenu par calcination du carbonate de calcium CaCO 3 (GOST 4530) à une température de (1000± 10) °C pendant 1 heure. L'oxyde de calcium CaO résultant est refroidi dans l'air à température ambiante et lentement, par petites portions, versé avec de l'eau sous agitation constante jusqu'à obtention d'une suspension. La suspension est chauffée à ébullition, refroidie et filtrée à travers un filtre en verre, puis retirée du filtre, séchée dans un dessiccateur sous vide jusqu'à un poids constant et broyée en une poudre fine. Conserver dans un dessiccateur.

Appendice B
(informatif)

Numéro de modification du titre standard	Substances chimiques incluses dans le titre standard (modifications selon le tableau)	pH des solutions tampons à température, °C
	Tétraoxalate de potassium 2-eau					1,48	1,48	1,48	1,49	1,49	1,50	1,51	1,52	1,53	1,53
	Tétraoxalate de potassium 2-eau			1,64	1,64	1,64	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,66	1,67	1,69	1,72
	Hydrodiglycolate de sodium		3,47	3,47	3,48	3,48	3,49	3,50	3,52	3,53	3,56	3,60
	Tartrate acide de potassium						3,56	3,55	3,54	3,54	3,54	3,55	3,57	3,60	3,63
	Hydrophtalate de potassium	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
	Acide acétique + acétate de sodium	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
	Phosphate de pipérazine		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
	Phosphate monohydrogéné de sodium + phosphate monopotassique	7,51	7,48	7,46	7,44	7,42	7,41	7,39	7,37
	Phosphate monohydrogéné de sodium + phosphate monopotassique		7,51	7,49	7,47	7,45	7,43	7,41	7,40
	Chlorhydrate de Tris + Tris	8,40	8,24	8,08	7,93	7,79	7,65	7,51	7,33	7,26	7,02	6,79
	Tétraborate de sodium	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
	Tétraborate de sodium	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
	Acide carbonate de sodium + carbonate de sodium	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
	Hydroxyde de calcium	13,36	13,16	12,97	12,78	12,60	Note - Pour préparer des solutions avec un pH > 6, l'eau distillée doit être bouillie et refroidie à une température de 25 à 30 °C. Lors de la préparation de la verrerie, les détergents synthétiques ne doivent pas être utilisés. B.1.1 L'étalon de titre est transféré dans une fiole jaugée de 2e classe selon GOST 1770 (ci-après dénommée la fiole). B.1.2 Retirer le flacon (ampoule) de l'emballage. B.1.3 Laver la surface du flacon (ampoule) avec de l'eau et la sécher avec du papier filtre. B.1.4 Insérer un entonnoir dans le flacon, ouvrir le flacon (ampoule) conformément aux instructions du fabricant, laisser le contenu se verser complètement dans le flacon, rincer l'intérieur du flacon (ampoule) avec de l'eau jusqu'à élimination complète de la substance. des surfaces, versez l’eau de lavage dans le ballon. B.1.5 Remplissez le ballon d'eau jusqu'aux deux tiers environ du volume, agitez jusqu'à dissolution complète du contenu (à l'exception des solutions saturées d'hydrogénotartrate de potassium et d'hydroxyde de calcium). B.1.6 Remplissez le ballon d'eau sans ajouter d'eau jusqu'au repère 5 - 10 cm 3 . Le ballon est thermostaté pendant 30 minutes dans un thermostat d'eau à une température de 20 °C (les flacons contenant des solutions saturées d'hydrogénotartrate de potassium et d'hydroxyde de calcium sont complètement remplis d'eau et thermostatés pendant au moins 4 heures à une température de 25 °C et 20 °C, respectivement, en remuant périodiquement la suspension dans le flacon en agitant ). B.1.7 Remplissez le volume de solution dans le flacon avec de l'eau jusqu'au trait, fermez avec un bouchon et mélangez soigneusement le contenu. Dans les échantillons prélevés dans des solutions saturées d'hydrogénotartrate de potassium et d'hydroxyde de calcium, le précipité est éliminé par filtration ou décantation. À 2 HEURES Stockage des étalons de pH de travail B.2.1 Les étalons de pH de travail sont conservés dans des récipients en verre ou en plastique (polyéthylène) bien fermés dans un endroit sombre à une température ne dépassant pas 25 °C. La durée de conservation des étalons de travail est de 1 mois à compter de la date de préparation, à l'exception des solutions saturées d'hydrogénotartrate de potassium et d'hydroxyde de calcium, qui sont préparées immédiatement avant la mesure du pH et qui ne peuvent être conservées.

La potentiométrie est l'une des méthodes d'analyse électrochimiques, basée sur la détermination de la concentration d'électrolytes en mesurant le potentiel d'une électrode immergée dans la solution à tester.

Potentiel (de lat. potentiel– force) est un concept qui caractérise les champs de forces physiques (électriques, magnétiques, gravitationnelles) et, en général, les champs de grandeurs physiques vectorielles.

La méthode de mesure potentiométrique de la concentration d'ions dans une solution est basée sur la mesure de la différence de potentiel électrique de deux électrodes spéciales placées dans la solution de test, et une électrode - l'auxiliaire - a un potentiel constant pendant le processus de mesure.

Potentiel E une électrode séparée est déterminée à l'aide de l'équation de Nernst (W. Nernst – physico-chimiste allemand, 1869 – 1941) via son potentiel standard (normal) E 0 et l'activité ionique UN+ , qui participent au processus d'électrode

E = E 0 + 2,3 LG un + , (4.1)

Où E 0 – composante de la différence de potentiel interfaciale, qui est déterminée par les propriétés de l'électrode et ne dépend pas de la concentration en ions dans la solution ; R.- Constante du gaz universel; n– valence ionique ; T- température absolue; F – Numéro de Faraday (M. Faraday – physicien anglais du 19ème siècle).

L'équation de Nernst, dérivée pour une classe étroite de systèmes électrochimiques, un métal – une solution de cations du même métal, est valable sur une plage beaucoup plus large.

La méthode potentiométrique est la plus largement utilisée pour déterminer l'activité des ions hydrogène, qui caractérise les propriétés acides ou alcalines d'une solution.

L'apparition d'ions hydrogène en solution est provoquée par une dissociation (de lat. dissociation- séparation) d'une partie des molécules d'eau, décomposée en ions hydrogène et hydroxyle :

H 2 Ô↔
+
. (4.2)

D'après la loi de l'action de masse, la constante À l'équilibre de la réaction de dissociation de l'eau est égal à K=
.
/
.

La concentration de molécules non dissociées dans l'eau est si élevée (55,5 M) qu'elle peut être considérée comme constante, donc l'équation (5.2) est simplifiée :
= 55,5 =
.
, Où
- une constante appelée produit ionique de l'eau,
= 1,0∙10 -14 à une température de 22 o C.

Lors de la dissociation des molécules d'eau, les ions hydrogène et hydroxyle se forment en quantités égales, leurs concentrations sont donc les mêmes (solution neutre). Sur la base de l'égalité des concentrations et de la valeur connue du produit ionique de l'eau, nous avons

[H + ] =
=
= 1∙10 -7 . (4.3)

Pour une expression plus pratique de la concentration en ions hydrogène, le chimiste P. Sarensen (physiochimiste et biochimiste danois) a introduit la notion de pH ( p est la lettre initiale du mot danois Potenz – degré, H est le symbole chimique de l'hydrogène).

Le pH de l'hydrogène est une valeur caractérisant la concentration (activité) des ions hydrogène dans les solutions. Il est numériquement égal au logarithme décimal de la concentration en ions hydrogène.
, pris avec le signe opposé, c'est-à-dire

pH = - LG
. (4.4)

Les solutions aqueuses peuvent avoir un pH compris entre 1 et 15. Dans les solutions neutres à une température de 22 o C, pH = 7, dans les solutions acides< 7, в щелочных рН > 7.

Lorsque la température de la solution contrôlée change, le potentiel de l'électrode en verre change en raison de la présence du coefficient S = 2,3∙ dans l’équation (4.1). En conséquence, la même valeur de pH à différentes températures de solution correspond à différentes valeurs de force électromotrice du système d'électrodes.

La dépendance de la force électromotrice du système d'électrodes au pH à différentes températures est un ensemble de lignes droites (Fig. 4.1) se coupant en un point. Ce point correspond à la valeur du pH de la solution à laquelle la force électromotrice du système d'électrodes ne dépend pas de la température ; il est appelé isopotentiel (du grec  - égal, identique et ...potentiel) indiquer. Coordonnées du point isopotentiel ( E ET et pH I) sont les caractéristiques les plus importantes du système d'électrodes. Compte tenu de la température, la caractéristique statique (4.1) prend la forme

En temps voulu, mon premier aquarium d'eau de merétait un chef-d'œuvre. C'était un 20 gallons jusqu'au bout aquarium en verre, collé avec de la colle silicone. Le système de filtration était constitué de filtres pneumatiques à sable. Ma tâche était de subvenir aux besoins de ses deux habitants (le poisson demoiselle Beau Gregory - Stegastes leucostictus- et anémone de mer Condylactis) aussi heureux que possible (ce qui, étant donné mon manque d'expérience et mes ressources limitées, impliquait de les maintenir en vie). Un défi de taille pour un enfant de 9 ans, c'était en 1964. Mon mentor, Mme Perry de Cobb Pets, m'a dit de vérifier la densité de l'eau et le pH. La gravité spécifique était assez simple (il suffit de déposer l'hydromètre dans le réservoir et de faire une marque à un certain niveau tout en ajoutant de l'eau fraîche), mais le pH était un peu plus compliqué. Ce paramètre a été testé en ajoutant un liquide coloré dans une bouteille contenant un échantillon d'eau d'aquarium. Comme par magie, la couleur de l’échantillon d’eau a été modifiée puis comparée à l’aide d’un tableau comparatif composé d’une série de carrés colorés. Sur la base des résultats de mes premiers tests, je devais ajouter bicarbonate de soude pour augmenter le niveau de pH. Rempli du sens du devoir, c’est exactement ce que j’ai fait – aucun changement. J'ai continué le processus jusqu'à ce que j'aie ajouté tout le paquet de bicarbonate de soude.

Je ne saurai jamais ce qui a causé la mort de mon poisson et de mon anémone de mer, mais l'incident a eu lieu immédiatement après l'épisode décrit. En plus du fait que tout s'est terminé très tristement pour mes animaux, la situation a été dévastatrice pour moi. Tout mon travail, pour lequel je recevais un dollar par semaine, était tombé à l’eau. Pour ne rien arranger, j'étais responsable de la mort des habitants. Je les ai enterrés sur la rive couverte de fougères du ruisseau qui traversait notre cour. Maintenant, je pense que le réactif liquide est périmé et que les résultats sont donc incorrects. Ce fut une leçon très instructive.

Au fil des années, la situation n’a pas beaucoup changé. L'ignorance de l'importance de ce paramètre clé et des moyens de vérifier les indicateurs, le manque d'interprétation correcte et les mesures nécessaires peuvent et auront des conséquences désastreuses. Ce qui a considérablement changé, c’est la disponibilité sur le marché et l’accessibilité financière des méthodes et instruments de mesure du pH. Dans cet article, nous examinerons certains d’entre eux en comparant leurs avantages et leurs inconvénients.

Détermination du pH

Le pH est une évaluation de la nature acide ou alcaline d'une substance, exprimée sur une échelle de 0 à 14, 0 étant très acide et 14 étant très alcalin. Milieu neutre (ni acide ni alcalin) - indicateur 7 sur cette échelle. Les ions hydrogène prédominent aux niveaux de pH acides, tandis que les ions hydroxyle dominent aux niveaux de pH alcalins.

Figure 1. L'échelle de pH est logarithmique et représente le degré d'activité des ions hydrogène.

Selon la source, pH signifie « potentiel de l'hydrogène » ou le terme français « pouvoir hydrogène », qui signifie « énergie hydrogène ».

L'importance de la mesure du pH

Le pH est une caractéristique des liquides (dans notre cas), qui affecte leur composition chimique, en particulier, la solubilité nutriments(d'accord, si on n'est pas allé trop loin). Un pH faible peut rendre solubles les métaux lourds potentiellement toxiques. Le pH affecte l'activité des enzymes (elles ont une plage de pH préférée). Un pH élevé est capable de dissoudre les membranes lipidiques cellulaires. U les organismes aquatiques il existe également une plage de pH préférée. Bref aperçu valeurs de pH dans environnements différents(intéressant les aquariophiles) est présenté dans le tableau 1. Tableau 1. Valeurs approximatives du pH.

Source de pH	pH
Fleuve Río Negro	5.1
Eau de pluie	5.6
Fleuve Amazone (eau légère)	6.9
Eau propre (potable)	7
Eau de mer	8.2
Lac Tanganyika (surface)	9

Mesure du pH

Il existe plusieurs façons de déterminer le pH. Chacun d'eux a ses propres avantages et inconvénients. Commençons par les moins chers.

Papier tournesol
Le tournesol est un matériau dérivé des lichens (le nom vient du mot vieux norrois litmosi, signifiant « peinture » et « mousse/lichen »). Ce dérivé de tournesol change de couleur de manière prévisible lorsqu'il est exposé à différents niveaux de pH. Cette sensibilité fait du tournesol un moyen simple et peu coûteux de déterminer le pH. Le papier tournesol est un papier auquel ces colorants solubles dans l'eau ont été ajoutés, et le changement de couleur provoqué par l'immersion du papier tournesol dans un échantillon d'eau indique un environnement acide ou alcalin. La plage de mesure du pH de travail est d'environ 5 à 8. Les tests de changement de couleur doivent être effectués sous un éclairage à spectre complet.

Figure 2. Le papier tournesol est un moyen peu coûteux mais approximatif de mesurer le pH.

Avantages : peu coûteux (environ 5 US). Rapide, facile à utiliser.

Inconvénients : Donne des indicateurs approximatifs. La couleur de l'échantillon d'eau, les agents réducteurs et les agents oxydants influencent le résultat. L’interprétation des résultats nécessite une vision aiguë. Le réactif a une durée de conservation limitée.

Colorants indicateurs
Il existe très peu d’indicateurs de pH de ce type. Ils peuvent être achetés sous forme de poudre ou de liquide. Ils sont généralement utilisés dans les tests impliquant un titrage. Voici les caractéristiques de certains d’entre eux :

Phénolphtaléine : Un indicateur acide/base qui devient incolore dans des conditions acides et rose-rouge dans des conditions alcalines. Plage de mesure ~8,3 à 10.

Orange de méthyle (hélianthine, colorant acide azoïque) : change de couleur du jaune au rouge à des niveaux de pH autour de 3,7.

Violet méta-crésol : jaune orangé à 7,4 et change de couleur en violet à des niveaux de pH plus élevés (jusqu'à environ 8,8).

Bleu de bromothymol : bleu à 7,5, verdâtre à ~6,2 - 6,8 et jaune à environ 6.

Indicateur universel : combine plusieurs indicateurs pour permettre l’évaluation d’une large plage de pH.

Figure 3. Ce test API pH utilise le violet de méta-crésol comme indicateur.
Il est conseillé d’évaluer les changements de couleur à la lumière naturelle sur un fond blanc.

Avantages : Relativement peu coûteux (~ 10 $ US). Certains colorants peuvent être utilisés pour effectuer d'autres tests (par exemple l'alcalinité) sans avoir besoin d'une électrode de pH lors de l'utilisation d'un réactif.

Inconvénients : Comme avec le papier de tournesol. Certains colorants ont une plage de pH limitée. Les résultats peuvent être affectés par la turbidité et/ou la couleur du liquide testé. Les comparaisons doivent être faites sur un fond blanc sous un éclairage à spectre complet. Les réactifs ont une durée de conservation limitée – il doit y avoir une date de péremption.

électrodes de pH
Je sais que c’est difficile à imaginer pour les nouveaux aquariophiles, mais il y a 30 ans, les aquariophiles hors d’Europe n’avaient pratiquement pas entendu parler de l’utilisation d’électrodes de pH. La situation a changé dans les années 1980, lorsqu'une entreprise allemande (Dupla GmbH) a commencé à exporter des équipements de pointe vers Amérique du Nord. Aujourd’hui, les pH-mètres sont utilisés partout. La disponibilité des appareils et la concurrence entre les fabricants ont contribué au fait que le prix est devenu tout à fait abordable.

L'électrode PH est un capteur sélectif d'ions hydrogène (H+). Les électrodes de pH utilisent en fait deux électrodes, une sonde (électrode indicatrice) et une électrode de référence. Typiquement, ces deux électrodes sont situées dans un seul boîtier (« corps ») de l'électrode. À l’extrémité du corps de l’électrode, la sonde comporte une fine couche de verre sensible à l’hydrogène. La tension de la sonde change en fonction de l'activité des ions hydrogène (la tension augmente dans un environnement acide et diminue dans un environnement alcalin). L'électrode de référence fournit une tension constante que nous utilisons pour déterminer la différence avec la sonde. La réponse totale en mV est envoyée à un appareil de mesure (compteur), où elle est convertie en valeur pH.

Structure et terminologie du capteur
Pour comprendre le fonctionnement d’une électrode de pH, il est nécessaire de comprendre certains des termes utilisés pour décrire sa conception et d’autres.

Boîtier (corps de l'électrode) : un tube creux contenant les parties actives de l'électrode de pH. Le boîtier peut être en verre ou en plastique chimiquement résistant, tel que le polyétherimide.

Tampon : Dans notre cas, une solution étalon présentant un pH acide, neutre ou alcalin est utilisée pour calibrer le pH-mètre. Pour faciliter l'identification, certaines solutions tampons sont codées par couleur.

Étalonnage : processus de vérification ou d'ajustement de l'étalonnage d'un instrument analytique.

Connexion (joint, jonction) : Combinaison de deux parties ; dans ce cas, le matériel de test et la solution interne de contrôle. Les connexions sont établies à partir de divers matériaux; Les matériaux doivent être poreux pour permettre le passage de la solution de contrôle. On utilise généralement de la céramique, du tissu, etc. Il existe des électrodes avec des connexions à une, deux et en anneau.

Fritte : Verre ou céramique partiellement fondu, parfois utilisé comme joint.

ATC : Compensation automatique de température. Puisque le pH d’une solution dépend de la température, l’ATC corrige les effets de la température. L'ATC nécessite un capteur de température, qui peut être intégré à l'électrode près de l'ampoule en verre.

Électrode de référence : électrode qui fournit une tension connue et constante ; généralement fabriqué à partir de fil de chlorure d’argent et rempli d’un électrolyte tampon.
Sonde : Fil de chlorure d'argent dans un tube avec une ampoule en verre sensible au pH à l'extrémité.

Figure 4. Parties internes d'une électrode de pH.
Pour plus de clarté, l'enveloppe de protection (capuchon) entourant le flacon en verre fragile n'est pas représentée.
Certaines électrodes de pH ont une connexion sur le côté

Types d'électrodes de pH
Il existe plusieurs types d'électrodes. Certaines électrodes, généralement plus anciennes (d'après mon expérience, elles sont désormais rares) sont constituées de deux boîtiers séparés. Actuellement, la plupart des électrodes sont des capteurs combinés, dans lesquels l'anode et la cathode sont situées séparément dans un seul boîtier. La forme de l’ampoule en verre détermine souvent ce que l’électrode va mesurer. Les fioles sphériques, avec leur grande surface, sont bien adaptées aux mesures polyvalentes (universelles) dans des environnements aqueux. Les fioles coniques sont capables de pénétrer dans les matériaux semi-solides (comme la viande et d'autres aliments) et dans le sol. Des « flacons » en verre plat peuvent être utilisés pour mesurer le pH différents types peau, etc Certaines électrodes sont réutilisables, d’autres non et sont remplies de gels chimiques. Certaines électrodes ont des connexions et des sondes amovibles (remplaçables).

Bref aperçu des pH-mètres

Notre revue est dédiée aux pH-mètres produits par Hanna Instruments(Woonsocket, Rhode Island, États-Unis.) Hanna est présente sur le marché depuis 1978 et propose aujourd'hui plus de 3 000 options de produits à ses clients du monde entier. Certains produits de l'entreprise intéressent les aquariophiles.

Tous les pH-mètres Hanna examinés sont livrés avec un tampon d'étalonnage, une solution de nettoyage des électrodes et une mallette de transport. Commençons notre examen par :

Vérificateur de pH (HI98103)

Figure 5. Vérificateur de pH abordable de Hanna Instruments.

Le pH-mètre d'entrée de gamme HI98103 Checker® sera un ajout précieux à la boîte à outils de nombreux aquariophiles. L'appareil propose 0,1 unités pH. résolution à un prix abordable. Le prix abordable est dû au fait que l'appareil n'offre que deux points d'étalonnage (pH 4,01 et 7,01 ou 7,01 et 10,01) sans compensation automatique de température (ATC) ni possibilité de mesurer la température. Puisqu'il est généralement recommandé que les points d'étalonnage reflètent le pH attendu, cet appareil plus adapté aux systèmes d'eau douce qui imitent les environnements acides, tels que les habitats du fleuve Amazone (malgré le fait qu'il soit certainement capable de mesurer les valeurs de pH typiques des récifs et des systèmes de cichlidés africains, bien qu'avec moins de précision en raison de seulement deux points d'étalonnage). L'électrode est remplaçable et la connexion est en papier.

Plage : 0 à 14 unités

Résolution : 0,1 unités

Précision : ±0,2 unités

Points d'étalonnage (obtention du diplôme) : deux ; pH 4,01, 7,01 ou 10,01

Compensation automatique de température : Aucune

Mesure/affichage de la température : aucun

Sonde remplaçable : Oui

Diamètre de l'électrode : 8 mm (~5/16")

Taille de l'écran LCD : 3/8" (~10 mm)

Batterie : 1-CR2032 ; ressource environ 1 000 heures.

Capteur de pH et de température pHep (HI98107)

Figure 6. Appareil pHep avec tampons d'étalonnage dans son étui.

Le testeur de pH et de température HI98107 pHep est une version plus moderne du pH Checker (décrit ci-dessus). En plus de déterminer la plage de pH de pratiquement n'importe quel aquarium - de l'Amazonie au récif - l'appareil mesure également la température avec la compensation automatique de la température (ATC). L'appareil comprend deux tampons d'étalonnage (4.01 et 7.01) avec un troisième disponible (10.01, ce qui est recommandé pour les aquariums récifaux). La connexion est en papier. L'électrode n'est pas remplaçable.

Plage : 0 à 14 unités

Résolution : 0,1 unités

Précision : ±0,1 unités

Points d'étalonnage : trois ; pH 4,01, 7,01 et 10,01 (4,01 et 10,01 présentés)

Capteur remplaçable : Oui

Taille de l'écran LCD : 0,3125" ou ~8 mm

Batterie : 1-CR2032 ; environ 800 heures.

Capteur de pH et de température étanche pHep5 (HI98128)

Figure 7. pHep offre de nombreuses fonctions : mesure du pH et de la température, ATC ; et il flotte à la surface de l'eau !

Le pH-mètre HI98128 pHep 5 est le plus avancé de tous les pH-mètres de poche de Hanna. L'appareil offre une résolution de 0,01 unité. avec une précision de ±0,05 et une compensation automatique de la température. L'appareil est étanche et flotte à la surface de l'eau. L'appareil offre une approche flexible des mesures importantes, car... capable de reconnaître 5 tampons d'étalonnage différents.

Gamme : -2 à 16 unités

Résolution : 0,01 unités

Précision : ±0,05 unités

Points d'étalonnage : Deux options : 4.01, 7.01, 10.01 ou 6.86, 9.18.

Compensation automatique de température : Oui

Affichage de la température : Oui, peut être ajusté en °F ou °C, avec une précision de ±0,5°C.

Sonde remplaçable : Oui

Taille de l'écran LCD : 0,3125" ou ~ 8 mm (taille des caractères)

Batterie : 4 piles 1,5 V ; environ 300 heures

pH-mètre de terrain sans fil HALO (HI12302)

Figure 8 : Peut-être l'électrode de pH la plus avancée du marché, l'électrode sans fil HALO.

Le pH-mètre Halo Field HI12302 est un appareil intéressant qui offre de nombreuses fonctionnalités. Tout d’abord, il s’agit d’une électrode de pH sans fil qui peut être contrôlée via Bluetooth depuis des appareils Android ou iOS. Même les utilisateurs incertains ne devraient pas s'inquiéter. D'après mon expérience, la configuration est incroyablement simple. J'ai ouvert le site Web de Hanna Instruments, suivi le lien HALO et téléchargé l'application pour mon smartphone. Une fois l'application installée (téléchargement gratuit, prend environ 2 minutes), j'ai ouvert l'application et le logiciel a reconnu mon électrode pH HALO. Ensuite, il suffit de sélectionner les icônes appropriées pour calibrer l'électrode, afficher les données graphiques, visualiser les données du capteur, etc. Je crois sincèrement que cela ne pourrait pas être plus simple. Le logiciel mesure le pH et la température toutes les secondes. L'enregistrement des données fournit le numéro d'identification de l'électrode, la date d'étalonnage, les points d'étalonnage, la courbe d'étalonnage, la date et l'heure de mesure, le pH, la température, les millivolts, etc. (Voir les figures 9 à 11).

Les options de sonde incluent des sondes sphériques (universelles et Environnement aquatique), conique (pour les aliments, les matériaux semi-solides, la terre, etc.) et à bout plat (pour le cuir, le papier, etc.). Le corps en plastique HALO en polyétherimide (PEI) est approuvé pour le contact alimentaire et est imperméable à tout ce qu'un réfrigéré peut utilisation (sauf si vous êtes totalement « sans freins » et dosez des hydrocarbures aromatiques et/ou des solvants partiellement halogénés dans votre système).

Plage : 0 à 14 unités

Résolution : réglable par l'utilisateur : 0,1, 0,01 ou 0,001 unités.

Précision : ± 0,005 unités

Points d'étalonnage : sept ; pH 1,68, 4,01, 6,86, 7,01, 91,8, 10,01 et 12,45.

Compensation automatique de température : Oui

Sonde remplaçable : Aucune

Diamètre de l'électrode : 12 mm (~1/2")

Enregistrement des données : Oui

Batterie : batterie au lithium, 500h.

Figure 10 : En mode d'enregistrement des données, les lectures de pH obtenues avec l'électrode HALO peuvent être visualisées sous forme de tableau ou...

Figure 11. ...sous forme de graphique. Des annotations peuvent être faites et les données peuvent être transférées vers des feuilles de calcul Excel.

Vous pouvez vérifier si votre téléphone ou votre tablette est compatible HALO ici : http://hannainst.com/halo
Pour plus d'informations sur les produits Hanna Instruments, cliquez ici : http://hannainst.com
Tous les capteurs et électrodes Hanna bénéficient d'une garantie de 6 mois.

autres considérations

Je vais maintenant parler brièvement d'autres aspects qui doivent être pris en compte lors de l'achat d'un pH-mètre ou d'une électrode.

Connecteurs (adaptateurs)
Les appareils de mesure du pH avec électrodes séparées doivent être connectés à l'appareil à l'aide d'un connecteur (sauf si nous parlons de sur les appareils connectés sans fil comme le Hanna HALO.) Et même si cet aspect semble mineur, il peut avoir des conséquences durables et éventuellement coûteuses. Certains fabricants utilisent des connecteurs spécialisés pour garantir une utilisation et un achat à long terme des électrodes qu'ils produisent. Le plus courant est le connecteur à connexion rapide à baïonnette Neill-Concelman (BNC). Le connecteur américain est moins courant. Certains appareils fabriqués en Europe utilisent le connecteur S7.

Connexions
La connexion dans l'électrode de pH est le point d'intersection (rencontre) de deux mondes : la solution interne du capteur et l'échantillon à tester. Il existe des termes spécialisés utilisés pour décrire les composés, leur structure et leur géométrie. Comme indiqué, les connexions permettent à la solution d’électrode de contrôle de s’écouler dans la solution de test. À cet égard, ils sont sujets à la contamination et se bouchent, notamment dans le cas d'échantillons huileux, ou d'échantillons à haute teneur en protéines ou de suspensions (solutions avec suspension). Certaines électrodes utilisent une connexion tissulaire. Les électrodes plus coûteuses utilisent des matériaux céramiques poreux. Certaines connexions sont en plastique PTFE (polytétrafluoroéthylène) et sont conçues pour être utilisées dans des environnements difficiles, y compris des environnements riches en hydrocarbures. Les joints en PTFE sont parfois assez grands et ressemblent à un anneau autour d'une ampoule en verre (les joints en céramique sont généralement petits, seulement environ 1 millimètre de diamètre). Toutes les connexions peuvent être contaminées.

Heureusement, pour les aquariophiles récifaux, les capteurs de pH universels avec connexions en tissu ou en céramique conviennent tout à fait.

Nettoyage des électrodes de pH
Il convient toujours de rappeler que les électrodes sont des instruments destinés à la recherche scientifique et nécessitent des soins appropriés. Et bien que le corps en plastique soit assez résistant, l'ampoule en verre est très fragile : une manipulation imprudente peut la briser. Les électrodes utilisées occasionnellement ne nécessitent pas de nettoyage fréquent ; cependant, si votre électrode est constamment immergée dans une « soupe bio » (comme dans certains aquariums), il est conseillé aux aquariophiles de nettoyer régulièrement l’électrode. Il arrive que la sonde se recouvre d'encrassements biologiques et de protéines. Les aliments (et les pannes catastrophiques des pompes submersibles) ajoutent des graisses à l'eau de l'aquarium, ce qui contribue également à la contamination des électrodes. Heureusement, les solutions de nettoyage peuvent aider à maintenir la fonctionnalité de l’électrode. Suivez les instructions du fabricant. Ne frottez pas l’électrode – séchez-la toujours pour éviter les décharges électrostatiques.

Électrodes à gel rechargeables et non rechargeables
Certaines électrodes peuvent être remplies de solutions spécialement formulées, tandis que d'autres sont remplies de gel. En général, les capteurs à gel réagissent plus lentement aux changements de niveaux de pH. La plupart des capteurs destinés à être utilisés dans les aquariums sont remplis de gel.

Étalonnage
L'étalonnage correct de l'électrode de pH est une condition nécessaire pour obtenir des résultats précis. Le processus est simplifié si l'instrument offre une compensation automatique de température (ATC.) Les figures 12 à 14 fournissent des exemples de l'effet de la température sur un étalon d'étalonnage.

Figure 12. Effet de la température sur le tampon 4,01 d'hydrogénophtalate de potassium.

Figure 13. Effet de la température sur le pH du tampon phosphate monopotassique/phosphate monosodique (6,865). Heureusement, l’étalonnage à température ambiante est assez précis lors de l’utilisation d’un instrument non ATC.

Figure 14 : Le pH d'un tampon donné (bicarbonate de sodium/carbonate de sodium) peut être affecté par la température (un autre cas d'utilisation d'un appareil ATC.) Le dioxyde de carbone de l'atmosphère affecte la solution au fil du temps.

Calibrer correctement une électrode de pH nécessite un peu de patience et d’attention aux détails. Les nouveaux capteurs doivent être correctement hydratés (voir le manuel de votre appareil). Bien qu'un étalonnage en un seul point soit possible, il est conseillé d'effectuer un étalonnage en 2 points (entre lesquels doit se situer le niveau de pH attendu). Pour les aquariums récifaux, utilisez les tampons 7.01 et 9 ou 10. Attention, certains appareils sont capables de reconnaître automatiquement les tampons et nécessitent donc l'utilisation de solutions spéciales. Avant l'étalonnage, vérifiez que l'électrode n'est pas endommagée (en particulier l'ampoule en verre). Le flacon en verre doit être exempt de tout encrassement biologique. Si disponible, utilisez la solution de nettoyage recommandée par le fabricant. Un nettoyage adéquat éliminera les salissures biologiques, les graisses, les contaminants protéiques, etc. L'électrode, si elle est rechargeable, doit être remplie de la solution recommandée par le fabricant. Lorsque l'électrode est propre et en bon état, placez-la dans la première solution d'étalonnage. Assurez-vous que l'ampoule en verre de l'électrode et la connexion sont complètement immergées dans la solution d'étalonnage (j'utilise un bécher de 30 mm où 7 mm de tampon suffisent pour l'étalonnage). Remuez vigoureusement la solution avec l'électrode (si un agitateur magnétique n'est pas disponible) et attendez que la température de l'électrode et de la solution soit égalisée. Entrez la valeur dans la mémoire de l'appareil (généralement, vous devez appuyer sur le bouton lorsque l'appareil est en mode calibrage). Rincez l'électrode avec de l'eau distillée et séchez-la avec un mouchoir (de préférence en utilisant des lingettes de laboratoire telles que Kimwipes). N'essuyez JAMAIS les électrodes avec du papier - cela peut créer une tension statique qui peut affecter l'étalonnage et donc les lectures. Dans le cas d'un seul point d'étalonnage, le processus est terminé. Dans le cas de 2 ou 3 points d'étalonnage, la procédure doit être répétée. Lorsque vous mesurez le pH d'un échantillon d'eau, remuez la solution manuellement ou à l'aide d'un agitateur et laissez le temps de compenser la température. Dans la pratique en laboratoire, il est recommandé d'enregistrer le pH et la température.

Vieillissement des tampons d'étalonnage
Comme pour la plupart des produits chimiques, les tampons de pH se détériorent avec le temps. Certains tampons sont fabriqués pour résister aux changements et avoir une longue durée de conservation (plusieurs années). Choisissez des tampons dont la date de péremption est indiquée sur l'emballage. Les tampons carbonates ont tendance à avoir une durée de conservation plus courte que les tampons alcalins ou acides en raison de l'exposition au dioxyde de carbone présent dans l'air. Les tampons entrés en contact avec l’électrode lors de l’étalonnage doivent être jetés. Si vous remarquez que le tampon est recouvert de moisissure (cela s'applique généralement aux tampons de l'ordre de 4 environ), jetez-le. N'utilisez pas de tampons pour ajuster le pH de votre aquarium.

Stockage des électrodes de pH
Les capteurs de pH doivent être stockés correctement. Le plus important est que le flacon en verre reste hydraté. Deuxièmement, la solution initiale ne doit pas permettre l’osmose entre la solution elle-même et la solution/gel interne de l’électrode. De plus, il doit contenir un composant antimicrobien pour éviter la formation de moisissures et l’encrassement.
Les tampons d'étalonnage du pH, les solutions mères et les accessoires requis peuvent être consultés ici : http://hannainst.com/ph-solutions

Blogs et ressources sur le pH de Hanna Instruments

1.
2. Guides et listes de contrôle des électrodes de pH
3. Les 10 principales erreurs dans les mesures de pH
4.

Les articles de cette section peuvent être téléchargés au format Word (texte et images) et au format Excel (texte, images, fragments de travail des calculs)

Cependant, si vous n'aimez toujours pas utiliser les images abordées dans la leçon précédente, vous pouvez proposer des programmes courts qui fonctionnent dans la plage NaCl = 0--500 μg/kg et t = 10--50 oC avec une erreur d'extrapolation. pouvant atteindre 2 μg/kg convertis en sodium, ce qui est bien inférieur à l'erreur de mesure elle-même. Vous retrouverez ces programmes dans le fichier Fragment.xls, ils ont la forme tabulaire suivante :

NaCl au contact de l'air :

Si la teneur en dioxyde de carbone de l'air ambiant est supérieure à celle calculée, la concentration de NaCl calculée à partir de ces fragments sera surestimée.

Parlons maintenant de la qualité de nos données. Conservez toujours vos informations originales. Si vous avez enregistré les lectures de l'appareil - conductivité électrique ou pH - notez la température de la solution mesurée. Pour le pH, indiquez si le compensateur de température a été allumé pendant la mesure et consultez généralement les instructions de l'appareil pour voir ce qu'il fait lorsque la température de l'échantillon s'écarte de la température standard. Lorsque vous déterminez le pH, la conductivité ou l'alcalinité des hydrates dans un échantillon, en particulier dans un échantillon avec une teneur initiale élevée en dioxyde de carbone, gardez à l'esprit que votre échantillon n'est plus le même qu'au moment où il a été collecté. Une quantité inconnue de dioxyde de carbone est déjà passée de l'échantillon dans l'air ou vice versa.

Ils ont appelé un jour de Vinnitsa et ont demandé comment ajuster le pH en fonction de la température. Cela peut ou non être ce qui devrait être fait sur place. Dans tous les cas, enregistrez le pH et la température initiaux de l’échantillon et prévoyez une colonne séparée pour la valeur du pH ajustée.

Maintenant, comment ajuster le pH. J'ai peur que dans vue générale Même une centaine de sages ne peuvent pas répondre à cette « simple » question. Par exemple, voici à quoi ressemble la dépendance du pH sur la température pour une eau absolument pure.

Le même, mais au contact de l'air :

Mais la correction du pH en température pour ces deux graphiques s’est avérée être la même :

La transition du pHt mesuré au pH à t=25 °C pour ces graphiques peut être effectuée à l'aide de la formule :

Une approche plus rigoureuse consisterait à prendre non pas 1 et 3 mg/l de dioxyde de carbone libre, mais 1 et 3 mg/l de dioxyde de carbone total (non dissocié et dissocié). Si vous le souhaitez, vous trouverez ce fragment sur la Feuille4, mais les résultats pour ce fragment ne différeront pas significativement de ceux présentés sur cette Feuille.

Il convient de noter que les fragments pour le dioxyde de carbone sont donnés pour des eaux où, outre le dioxyde de carbone, il n'y a ni alcalis ni acides et, en particulier, pas d'ammoniac. Cela ne se produit que dans certaines centrales thermiques équipées de chaudières moyenne pression.

PH, pH(lat. pondus hydrogénien- « poids d'hydrogène », prononcé "peh") est une mesure de l'activité (dans des solutions très diluées équivalentes à la concentration) des ions hydrogène dans une solution, qui exprime quantitativement son acidité. Égal en grandeur et de signe opposé au logarithme décimal de l'activité des ions hydrogène, qui est exprimé en moles par litre :

Historique de la valeur du pH.

Concept PH introduit par le chimiste danois Sørensen en 1909. L'indicateur s'appelle pH (d'après les premières lettres des mots latins potentiel d'hydrogène- la force de l'hydrogène, ou bassin d'hydrogène- poids d'hydrogène). En chimie par combinaison pX désigne généralement une quantité égale à journal X, et la lettre H dans ce cas, désigne la concentration en ions hydrogène ( H+), ou plutôt l’activité thermodynamique des ions hydronium.

Équations reliant le pH et le pOH.

Afficher la valeur du pH.

Dans l'eau pure à 25 °C, la concentration en ions hydrogène ([ H+]) et les ions hydroxyde ([ OH− ]) s'avèrent identiques et égaux à 10 −7 mol/l, cela découle clairement de la définition du produit ionique de l'eau, égal à [ H+] · [ OH− ] et est égal à 10 −14 mol²/l² (à 25 °C).

Si les concentrations de deux types d’ions dans une solution sont les mêmes, alors la solution est dite avoir une réaction neutre. Lorsqu'un acide est ajouté à l'eau, la concentration en ions hydrogène augmente et la concentration en ions hydroxyde diminue ; lorsqu'une base est ajoutée, au contraire, la teneur en ions hydroxyde augmente et la concentration en ions hydrogène diminue. Quand [ H+] > [OH− ] on dit que la solution s'avère acide, et quand [ OH − ] > [H+] - alcalin.

Pour faciliter l'imagination, pour se débarrasser de l'exposant négatif, au lieu des concentrations d'ions hydrogène, utilisez leur logarithme décimal, qui est pris avec le signe opposé, qui est l'exposant hydrogène - pH.

Un indicateur de la basicité d'une solution pOH.

L'inverse est légèrement moins populaire pH taille - indice de basicité de la solution, pOH, qui est égal au logarithme décimal (négatif) de la concentration d'ions dans la solution OH − :

comme dans toute solution aqueuse à 25 °C, ce qui signifie à cette température :

Valeurs de pH dans des solutions d'acidité variable.

• Contrairement aux croyances populaires, pH peut varier au-delà de la plage 0 - 14, et peut également dépasser ces limites. Par exemple, à une concentration d’ions hydrogène [ H+] = 10 −15 mol/l, pH= 15, à une concentration en ions hydroxyde de 10 mol/l pOH = −1 .

Parce que à 25 °C (conditions standards) [ H+] [OH − ] = 10 −14 , alors il est clair qu'à une telle température pH + pHOH = 14.

Parce que dans des solutions acides [ H+] > 10 −7 , ce qui signifie que pour les solutions acides pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH les solutions neutres sont 7. Pour plus hautes températures la constante de dissociation électrolytique de l'eau augmente, ce qui signifie que le produit ionique de l'eau augmente, alors il sera neutre pH= 7 (ce qui correspond à des concentrations simultanément augmentées comme H+, donc OH−); à température décroissante, au contraire, neutre pH augmente.

Méthodes de détermination de la valeur du pH.

Il existe plusieurs méthodes pour déterminer la valeur pH solutions. L'indice d'hydrogène est estimé approximativement à l'aide d'indicateurs ; mesuré avec précision à l'aide de pH-mètre ou déterminé analytiquement en effectuant un titrage acido-basique.

1. Pour une estimation approximative de la concentration en ions hydrogène, il est souvent utilisé indicateurs acido-basiques- des substances colorantes organiques dont la couleur dépend de pH environnement. Les indicateurs les plus populaires : tournesol, phénolphtaléine, méthylorange (méthylorange), etc. Les indicateurs peuvent se présenter sous deux formes de couleurs différentes - soit acide, soit basique. La couleur de tous les indicateurs change dans sa propre plage d'acidité, souvent de 1 à 2 unités.
2. Pour augmenter l'intervalle de mesure de travail pH appliquer Indicateur universel, qui est un mélange de plusieurs indicateurs. L'indicateur universel change de couleur séquentiellement du rouge au jaune, vert, bleu au violet lors du passage d'une région acide à une région alcaline. Définitions pH l'utilisation de la méthode des indicateurs est difficile pour les solutions troubles ou colorées.
3. Utilisation d'un appareil spécial - pH-meter - permet de mesurer pH sur une plage plus large et avec plus de précision (jusqu'à 0,01 unité pH) plutôt que d’utiliser des indicateurs. Méthode de détermination ionométrique pH est basé sur la mesure de la force électromotrice d'un circuit galvanique avec un millivoltmètre-ionomètre, qui comprend une électrode de verre dont le potentiel dépend de la concentration ionique H+ dans la solution environnante. La méthode est très précise et pratique, en particulier après avoir calibré l'électrode indicatrice dans la plage sélectionnée. pH, ce qui permet de mesurer pH solutions opaques et colorées et est donc souvent utilisé.
4. Méthode analytique volumétrique — titrage acido-basique— donne également des résultats précis pour déterminer l'acidité des solutions. Une solution de concentration connue (titrant) est ajoutée goutte à goutte à la solution testée. Quand ils sont mélangés, ça arrive réaction chimique. Le point d'équivalence - le moment où il y a exactement suffisamment de titrant pour terminer la réaction - est enregistré à l'aide d'un indicateur. Après cela, si la concentration et le volume de la solution titrée ajoutée sont connus, l'acidité de la solution est déterminée.
5. pH:

0,001 mole/L HClà 20 °C a pH=3, à 30 °C pH=3,

0,001 mole/L NaOHà 20 °C a pH=11,73, à 30 °C pH=10,83,

Effet de la température sur les valeurs pH s'explique par une dissociation différente des ions hydrogène (H +) et ne constitue pas une erreur expérimentale. L'effet de la température ne peut pas être compensé électroniquement pH-mètre.

Le rôle du pH en chimie et en biologie.

L'acidité de l'environnement est importante pour la plupart des processus chimiques, et la possibilité d'apparition ou le résultat d'une réaction particulière dépend souvent de pH environnement. Pour conserver une certaine valeur pH dans le système réactionnel, lors de recherches en laboratoire ou en production, des solutions tampons sont utilisées qui permettent de maintenir une valeur presque constante pH lorsqu'il est dilué ou lorsque de petites quantités d'acide ou d'alcali sont ajoutées à la solution.

PH pH souvent utilisé pour caractériser les propriétés acido-basiques de divers milieux biologiques.

Pour les réactions biochimiques, l'acidité du milieu réactionnel présent dans les systèmes vivants est d'une grande importance. La concentration d'ions hydrogène dans une solution affecte souvent les propriétés physicochimiques et l'activité biologique des protéines et des acides nucléiques. Par conséquent, pour le fonctionnement normal de l'organisme, le maintien de l'homéostasie acido-basique est une tâche d'une importance exceptionnelle. Maintien dynamique de l'optimum pH les fluides biologiques sont obtenus sous l’influence des systèmes tampons du corps.

DANS corps humain Dans différents organes, la valeur du pH s'avère différente.

Quelques significations pH.
Substance
Électrolyte dans les batteries au plomb
Suc gastrique
Jus de citron (solution d'acide citrique à 5 %)
Vinaigre alimentaire
Coca Cola
jus de pomme
Cuir personne en bonne santé
Pluie acide
Boire de l'eau
Eau pure à 25 °C
Eau de mer
Savon (gras) pour les mains
Ammoniac
Eau de Javel (eau de Javel)
Solutions alcalines concentrées