Sustav državne potpore
jedinstvo mjerenja

STANDARDNI TITRI ZA KUHANJE
PUFER RJEŠENJA -
STANDARDI RADA pH 2 i 3. ISPUŠTANJE

Tehničke i mjeriteljske karakteristike

Metode za njihovo određivanje

Moskva Standardinform 200 8

Predgovor

Ciljevi, osnovna načela i osnovni postupak za obavljanje poslova na međudržavnoj normizaciji utvrđeni su GOST 1.0-92 „Međudržavni standardizacijski sustav. Osnovne odredbe” i GOST 1.2-97 “Međudržavni standardizacijski sustav. Međudržavni standardi, pravila i preporuke za međudržavnu normizaciju. Redoslijed izrade, usvajanja, primjene, ažuriranja i otkazivanja"

O standardu

1 RAZVIJENO od strane Saveznog državnog jedinstvenog poduzeća "Sveruski 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 certificiranje (Zapisnik br. 26 od 8. prosinca 2004.)

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

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

6 REVIZIJA. prosinca 2007

Informacija o stupanju na snagu (prestanku) ove norme i njezinim izmjenama objavljuje se u indeksu "Nacionalne norme".

Podaci o izmjenama ove norme objavljuju se u indeksu (katalogu) "Nacionalni standardi", a tekst izmjena - u informativni znakovi "Nacionalni standardi". U slučaju revizije ili ukidanja ovog standarda, relevantne informacije bit će objavljene u indeksu informacija "Nacionalni standardi"

MEĐUDRŽAVNI STANDARD

Datum uvođenja - 01.08.2005

1 područje upotrebe

Ova se norma odnosi na standardne titre, koji predstavljaju točna vaganja kemikalija u bočicama ili ampulama, namijenjenih za pripremu puferskih otopina s određenim pH vrijednostima, te utvrđuje tehničke i mjeriteljske karakteristike i metode za njihovo određivanje.

2 Normativne reference

Ovaj standard koristi normativne reference na sljedeće standarde:

3.4 Standardni titri izrađuju se s izvaganim količinama kemikalija potrebnih za pripravu 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 tablici.

stol 1

	Kemijske tvari uključene u standardni titar	Nazivna težina uzorka m ne m uključeno u standardni titar, za pripremu 1 dm 3 puferske otopine 1, g	Nazivna pH vrijednost puferske otopine na 25 °C 2)
	× 2H 2 O	25,219	1,48
	Kalijev tetraoksalat 2-voda KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H 2 O	12,610	1,65
	Natrijev hidrodiglikolat C4H5O5 Na	7,868	3,49
	Kalijev hidrotartrat KNS 4 H 4 C 6	9,5 3)	3,56
	Kalijev hidroftalat KNS 8 H 4 O 4	10,120	4,01
	Octena kiselina CH 3 COOH Natrijev acetat CH 3 COONa	6,010 8,000	4,64
	Octena kiselina CH 3 COOH Natrijev 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
	Natrijev monohidrogen fosfat Na2HPO4	3,3880 3,5330	6,86
	Kalijev dihidrofosfat KH 2 RO 4 Natrijev monohidrogen fosfat Na2HPO4	1,1790 4,3030	7,41
	Kalijev dihidrofosfat KH 2 RO 4 Natrijev monohidrogen fosfat Na2HPO4	1,3560 5,6564	7,43
	Tris 4) (HOCH 2 ) 3 CNH 2 Tris 4) hidroklorid (HOCH 2) 3 CNH2HCl	2,019 7,350	7,65
	Natrijev tetraborat 10-vodeni Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	3,8064	9,18
	Natrijev tetraborat 10-vodeni Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	19,012	9,18
	natrijev karbonat Na2CO3 Natrijeva karbonatna kiselina NaHCO3	2,6428 2,0947	10,00
	Kalcijev hidroksid Ca (OH) 2	1,75 3)	12,43
1) Za pripremu puferske otopine s volumenom od 0,50 i 0,25 dm 3, masa uzorka tvari mora se smanjiti za faktor 2, odnosno 4. 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 tvari u standardnim titrima moraju odgovarati nazivnim vrijednostima s tolerancijom ne većom od 0,2%. Mase izvaganih tvari u standardnim titrima za pripremu zasićenih otopina kalijevog hidrotartrata i kalcijevog hidroksida moraju odgovarati nazivnim vrijednostima s tolerancijom ne većom od 1%.

3.6 Puferske otopine pripremljene iz standardnih titara trebaju reproducirati nominalne pH vrijednosti navedene u tablici.

Dopuštena odstupanja od nominalne pH vrijednosti ne smiju prelaziti:

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

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

3.7 Standardne titre dopušteno je proizvoditi u obliku izvaganih porcija praha kemikalija i u obliku njihovih vodenih otopina (standardni titri s octenom kiselinom - samo u obliku vodenih otopina), pakirani u hermetički zatvorene bočice ili zatvoreni u staklene ampule.

Za pripremu vodenih otopina koristi se destilirana voda prema GOST 6709.

3.8 Zahtjevi za pakiranje, pakiranje, označavanje i transport standardnih titara - prema specifikacijama za specifične standardne titre.

3.9 Operativna dokumentacija za standardne naslove treba sadržavati sljedeće podatke:

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

Nazivna pH vrijednost puferskih otopina na 25 °S;

Volumen puferskih otopina u kubičnim decimetrima;

Metodologija (uputa) za pripremu puferskih otopina iz standardnih titara, izrađena u skladu s dodatkom ovog standarda;

Standardni titar roka trajanja.

4 Metode za karakterizaciju standardnih titara

4.1 Broj uzorakankako bi se odredile karakteristike svake modifikacije, odabiru se standardni titri prema GOST 3885 ovisno o volumenu 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 Mjerni instrumenti koji se koriste moraju imati verifikacijske potvrde (certifikate) s važećim rokom ovjere.

4.3 Mjerenja se provode u normalnim uvjetima:

temperatura okolnog zraka, °S 20 ± 5;

relativna vlažnost zraka, % od 30 do 80;

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

4.4 Izvagana težina kemikalije u bočici 1) određena je razlikom u težini izvagane bočice i težini prazne čiste bočice. Mjerenja težine uzorka i težine bočice provode se s pogreškom od najviše 0,0005 g na analitičkoj vagi (klasa točnosti ne niža od 2 prema GOST 24104).

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

4.4.1 Odstupanje D i, %, masa uzorka iz nominalne vrijednosti mase za svaki od uzoraka određena je formulom

gdje m nom- nazivnu težinu uzorka kemijske tvari koja je dio standardnog titra (vidi tablicu);

i

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

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

4.5.1 pH vrijednost puferske otopine - radni pH standard 2. kategorije, pripremljen iz standardnog titra, određuje se korištenjem radnog pH standarda 1. kategorije (GOST 8.120) pri temperaturi puferskih otopina (25 ± 0,5) °C u u skladu s metodama za provođenje pH mjerenja uključenim u propisi radni pH standard 1. kategorije.

4.5.1.1 pH odstupanje od nominalne vrijednosti ( D pH) i, određena formulom

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

gdje i- broj uzorka standardnog titra;

pH nom - nazivna pH vrijednost puferske otopine prema tablici;

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

4.5.1.2 Ako je vrijednost ( D pH) iza svaku od puferskih otopina ne više od 0,01 pH, tada se standardni titri ove serije smatraju prikladnim za pripremu radnog pH standarda 2. kategorije.

Ako vrijednost (D pH) iza svaku od puferskih otopina ne više od 0,03 pH, tada se standardni titri ove serije smatraju prikladnim za pripremu radnog pH standarda 3. kategorije.

(DpH) i

4.5.4 pH vrijednost puferske otopine - radni pH standard 3. kategorije, pripremljen iz standardnog titra, određuje se referentnim pH metrom 2. kategorije (GOST 8.120) u skladu s priručnikom za uporabu pH vrijednosti. metar na temperaturi puferskih otopina (25 ± 0,5) °S.

4.5.2.1 pH odstupanje od nominalne vrijednosti ( D pH) i određeno od .

4.5.2.2 Ako je vrijednost ( D pH) iza svaku od puferskih otopina ne više od 0,03 pH, tada se standardni titri ove serije smatraju prikladnim za pripremu radnog pH standarda 3. kategorije.

Ako za barem jednu od otopina pufera(DpH) 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)

Kemijske tvari za standardne titre dobivaju se dodatnim pročišćavanjem kemijskih reagensa s kvalifikacijom najmanje analitičke čistoće. Kemijski reagensi os.p. i ch.p. razreda mogu se koristiti bez dodatnog pročišćavanja. Međutim, krajnji kriterij za njihovu prikladnost za standardne titre je pH vrijednost puferskih otopina pripremljenih iz standardnih titara. Za pročišćavanje tvari potrebno je koristiti destiliranu vodu (u daljnjem tekstu: voda) specifične električne vodljivosti ne veće od 5× 10 -4 cm × m -1 na temperaturi od 20 ° C prema GOST 6709.

A.1 Kalijev tetraoksalat 2-voda KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H2O se pročišćava dvostrukom prekristalizacijom iz vodenih otopina na temperaturi od 50 °C. Sušite u pećnici s prirodnom ventilacijom na temperaturi od (55± 5) °S na konstantnu masu.

A.2 Natrijev hidrodiglikolat (oksidiacetat) C4H5O5 Na sušeno na 110°C do konstantne težine. Ako kemijski reagens nije dostupan, tada se natrijev hidrodiglikolat dobiva poluneutralizacijom odgovarajuće kiseline s natrijevim hidroksidom. Nakon kristalizacije, kristali se odfiltriraju na poroznom staklenom filteru.

A.3 Kalijev hidrotartrat (kalijev tartrat) KNS 4 H 4 O 6 pročišćava se dvostrukom prekristalizacijom iz vodenih otopina; sušeno u pećnici na temperaturi (110± 5) °S na konstantnu masu.

A.4 Kalijev hidroftalat (kiselina kalijevog ftalata) KNS 8 H 4 O 4 pročišćava se dvostrukom prekristalizacijom iz vrućih vodenih otopina uz dodatak kalijevog karbonata tijekom prve prekristalizacije. Precipitirani kristali se odfiltriraju na temperaturi ne nižoj od 36 °C. Sušite u pećnici s prirodnom ventilacijom na temperaturi od (110± 5) °S na konstantnu masu.

A.5 Octena kiselina CH 3 COOH (GOST 18270) pročišćava se jednom od sljedećih metoda:

a) destilacija uz dodatak male količine bezvodnog natrijevog acetata;

b) dvostruko frakcijsko zamrzavanje (nakon završetka procesa kristalizacije uklanja se višak tekuće faze).

A.6 Natrijev acetat 3-vodeni (natrijev acetat) CH 3 COONa × 3H 2 O (GOST 199) pročišćava se dvostrukom rekristalizacijom iz vrućih vodenih otopina, nakon čega slijedi kalcinacija soli na temperaturi od (120°C).± 3) °S do konstantne mase.

A.7 Piperazin fosfat C 4 H 10 N 2 H 3 PO 4 × H 2 O se sintetizira iz piperazina i fosforne kiseline (GOST 6552), pročišćava se trostrukom prekristalizacijom iz alkoholnih otopina. Sušiti preko silika gela u mraku u eksikatoru do konstantne težine.

A.8 Kalij fosfat monosupstituiran (kalijev dihidrogen fosfat) KN 2 RO 4 (GOST 4198) pročišćava se dvostrukom prekristalizacijom iz smjese vode i etanola s volumnim omjerom 1:1 i naknadnim sušenjem u pećnici na temperaturi od (110± 5) °S na konstantnu masu.

A.9 Natrijev fosfat disupstituiran 12-vodeni (natrijev monohidrogen fosfat) Na2HPO4 (bezvodni) se dobiva iz 12-vodene soli Na 2 HPO 4 × 12H 2 O (GOST 4172) trostrukom prekristalizacijom iz vrućih vodenih otopina. Sušiti (dehidrirati) u pećnici s prirodnom ventilacijom u fazama u sljedećim načinima:

Na (30 ± 5) °S - do konstantne mase

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 hidroklorid ( HOCH 2 ) 3 CNH 2 HCl sušeno na 40°C u pećnici do konstantne težine.

A.12 Natrijev tetraborat 10-vodeni Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O (GOST 4199) pročišćava se trostrukom rekristalizacijom iz vodenih otopina na temperaturi od (50± 5) °C. Sušite na sobnoj temperaturi dva do tri dana. Konačna priprema natrijevog tetraborata provodi se držanjem soli u staklenoj grafitnoj (kvarc, platina ili fluoroplastična) čaša u eksikatoru iznad zasićene otopine mješavine natrijevog klorida i saharoze ili zasićene otopine KBr na sobnoj temperaturi do konstantne težine.

A.13 Natrijev karbonat Na 2CO3 (GOST 83) pročišćava se trostrukom prekristalizacijom iz vodenih otopina, nakon čega slijedi sušenje u pećnici na temperaturi od (275± 5) °S na konstantnu masu.

A.14 Natrijev karbonat NaHCO3 (GOST 4201) pročišćava se trostrukom prekristalizacijom iz vodenih otopina s mjehurićem ugljičnog dioksida.

A.15 Kalcijev hidroksid Ca (OH) 2 dobiva se kalciniranjem kalcijevog karbonata CaCO 3 (GOST 4530) na temperaturi od (1000± 10) °C 1 sat. Dobiveni kalcijev oksid CaO ohladi se na zraku na sobnoj temperaturi i polako, u malim obrocima, uz stalno miješanje ulijeva vodu dok se ne dobije suspenzija. Suspenzija se zagrijava do vrenja, ohladi i filtrira kroz stakleni filtar, zatim se ukloni iz filtera, osuši u vakuumskom eksikatoru do konstantne težine i melje u fini prah. Čuva se u eksikatoru.

Dodatak B
(referenca)

Standardni broj izmjene titra	Kemijske tvari uključene u standardni titar (modifikacije prema tablici)	pH puferskih otopina na temperaturi, °S
	Kalijev tetraoksalat 2-vodeni					1,48	1,48	1,48	1,49	1,49	1,50	1,51	1,52	1,53	1,53
	Kalijev tetraoksalat 2-vodeni			1,64	1,64	1,64	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,66	1,67	1,69	1,72
	Natrijev hidrodiglikolat		3,47	3,47	3,48	3,48	3,49	3,50	3,52	3,53	3,56	3,60
	Kalijev hidrogen tartarat						3,56	3,55	3,54	3,54	3,54	3,55	3,57	3,60	3,63
	Kalijev 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
	Octena kiselina + natrijev 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
	Natrijev monohidrogen fosfat + kalijev dihidrogen fosfat	7,51	7,48	7,46	7,44	7,42	7,41	7,39	7,37
	Natrijev monohidrogen fosfat + kalijev dihidrogen fosfat		7,51	7,49	7,47	7,45	7,43	7,41	7,40
	Tris hidroklorid + Tris	8,40	8,24	8,08	7,93	7,79	7,65	7,51	7,33	7,26	7,02	6,79
	Natrijev 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
	Natrijev 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
	Natrijev karbonat kiseli + natrijev 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
	kalcijev hidroksid	13,36	13,16	12,97	12,78	12,60	Bilješka - Za pripremu otopina s pH vrijednošću > 6, destilirana voda se mora prokuhati i ohladiti na temperaturu od 25 - 30 °C. Prilikom pripreme staklenog posuđa nemojte koristiti sintetičke deterdžente. B.1.1 Standardni titar se prenosi u odmjernu tikvicu 2. klase prema GOST 1770 (u daljnjem tekstu tikvica). B.1.2 Izvadite bočicu (ampulu) iz pakiranja. B.1.3 Isperite površinu bočice (ampule) vodom i osušite filter papirom. C.1.4 Umetnite lijevak u tikvicu, otvorite bočicu (ampulu) u skladu s uputama proizvođača, ostavite da se sadržaj potpuno izlije u tikvicu, isperite bočicu (ampulu) iznutra vodom dok se tvar potpuno ne ukloni s površina, ulijte vodu za pranje u tikvicu. B.1.5 Tikvu napunite vodom do otprilike dvije trećine volumena, protresite dok se sadržaj potpuno ne otopi (osim zasićenih otopina kalijevog hidrogentartarata i kalcijevog 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 (tikvice sa zasićenim otopinama kalijevog hidrotartrata i kalcijevog hidroksida potpuno se napune vodom i termostatiraju najmanje 4 sata na temperaturi od 25 °C i 20 °C, odnosno povremeno miješanje suspenzije u tikvici mućkanjem). B.1.7 Volumen otopine u tikvici razrijediti vodom do oznake, zatvoriti i sadržaj temeljito promiješati. U uzorcima uzetim iz zasićenih otopina kalijevog hidrotartrata i kalcijevog hidroksida, talog se uklanja filtracijom ili dekantacijom. U 2 Čuvanje radnih pH standarda B.2.1 Radni pH standardi čuvaju se u dobro zatvorenoj staklenoj ili plastičnoj (polietilenskoj) posudi na tamnom mjestu na temperaturi ne višoj od 25 °C. Rok trajanja radnih standarda je 1 mjesec od trenutka pripreme, s izuzetkom zasićenih otopina kalijevog hidrotartrata i kalcijevog hidroksida, koje se pripremaju neposredno prije mjerenja pH i koje ne podliježu skladištenju.

Potenciometrija je jedna od elektrokemijskih metoda analize koja se temelji na određivanju koncentracije elektrolita mjerenjem potencijala elektrode uronjene u ispitnu otopinu.

Potencijal (od lat. potencija- sila) - koncept koji karakterizira polja fizičke sile (električna, magnetska, gravitacijska) i općenito polja vektorskih fizikalnih veličina.

Metoda potenciometrijskog mjerenja koncentracije iona u otopini temelji se na mjerenju razlike električnih potencijala dviju posebnih elektroda postavljenih u ispitnu otopinu, a jedna elektroda, pomoćna, ima konstantan potencijal tijekom procesa mjerenja.

Potencijal E zasebna elektroda određena je Nernstovom jednadžbom (W.Nernst - njemački fizikalni kemičar, 1869. - 1941.) kroz njen standardni (normalni) potencijal E 0 i ionsku aktivnost a+ , koji sudjeluju u procesu elektrode

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

gdje E 0 je komponenta međufazne razlike potencijala, koja je određena svojstvima elektrode i ne ovisi o koncentraciji iona u otopini; R je univerzalna plinska konstanta; n je valencija iona; T - apsolutna temperatura; F – Faradayev broj (M.Faraday - engleski fizičar devetnaestog stoljeća).

Nernstova jednadžba, izvedena za usku klasu elektrokemijskih sustava metal - otopina kationa istog metala, vrijedi u mnogo širem rasponu.

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

Pojava vodikovih iona u otopini uzrokovana je disocijacijom (od lat. disocijacija- odvajanje) dijela molekula vode koji se raspada na vodikove i hidroksilne ione:

H 2 O↔
+
. (4.2)

Prema zakonu masovnog djelovanja, konstanta Do ravnoteža reakcije disocijacije vode jednaka je 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
je konstanta koja se naziva ionski proizvod vode,
\u003d 1,0 ∙ 10 -14 na temperaturi od 22 ° C.

Tijekom disocijacije molekula vode nastaju vodikovi i hidroksilni ioni u jednakim količinama, stoga su njihove koncentracije iste (neutralna otopina). Na temelju jednakosti koncentracija i poznate vrijednosti ionskog produkta vode imamo

[H + ] =
=
= 1∙10 -7 . (4.3)

Za prikladniji izraz koncentracije vodikovih iona, kemičar P. Sarensen (danski fizikalni kemičar i biokemičar) uveo je pojam pH ( p je početno slovo danske riječi Potenz je stupanj, H je kemijski simbol za vodik).

Pokazatelj vodika pH je vrijednost koja karakterizira koncentraciju (aktivnost) vodikovih iona u otopinama. Brojčano je jednak decimalnom logaritmu koncentracije vodikovih iona
uzeti sa suprotnim predznakom, t.j.

pH = - lg
. (4.4)

Vodene otopine mogu imati pH u rasponu od 1 do 15. U neutralnim otopinama na temperaturi od 22 ° C, pH \u003d 7, u kiselom pH< 7, в щелочных рН > 7.

Kada se temperatura kontrolirane otopine promijeni, elektrodni potencijal staklene elektrode mijenja se zbog prisutnosti koeficijenta S = 2,3∙ u jednadžbi (4.1). Kao rezultat toga, ista pH vrijednost pri različitim temperaturama otopine odgovara različitim vrijednostima emf sustava elektroda.

Ovisnost emf elektrodnog sustava o pH pri različitim temperaturama je snop ravnih linija (slika 4.1) koje se sijeku u jednoj točki. Ova točka odgovara pH vrijednosti otopine, pri kojoj elektromotorna sila elektrodnog sustava ne ovisi o temperaturi, naziva se izopotencijal (od grčkog  - jednak, identičan i …potencijal) točka. Koordinate izopotencijalne točke ( E I i pH I) najvažnije su karakteristike elektrodnog sustava. Uzimajući u obzir temperaturu, statička karakteristika (4.1) poprima oblik

Svojevremeno, moj prvi akvarij s morskom vodom bilo remek djelo. Bio je to stakleni akvarij od 20 galona, ​​zalijepljen silikonskim ljepilom. Sustav filtracije sastojao se od pneumatskih pješčanih filtera. Moj zadatak je bio da uzdržavam dvojicu njegovih stanovnika (Bew Gregory the Damselfish - Stegastes leucostictus- i morske anemone Kondilaktis) što sretniji (što je, s obzirom na moj nedostatak iskustva i ograničena sredstva, značilo da ih zadržim na životu). Težak zadatak za dijete od 9 godina, bila je 1964. godina. Moja mentorica, gospođa Perry iz Cobb Pets, savjetovala mi je da provjerim specifičnu težinu vode i pH. Specifična težina je bila prilično jednostavna (samo bacite hidrometar u akvarij i označite na određenoj razini kada se doda svježa voda), ali pH je bio malo kompliciraniji. Ovaj je parametar testiran dodavanjem obojene tekućine u bocu s uzorkom vode iz akvarija. Kao magijom, boja uzorka vode je promijenjena, a zatim uspoređena pomoću usporedne tablice koja se sastoji od niza obojenih kvadrata. Prema rezultatima mog prvog testiranja, trebao sam dodati soda bikarbona za podizanje pH razine. Poslušno sam to učinio - bez promjene. Nastavila sam proces sve dok nisam dodala cijelo pakiranje sode bikarbone.

Nikada neću saznati što je uzrokovalo smrt moje ribe i anemone, ali incident se dogodio odmah nakon opisane epizode. Osim što je sve završilo jako tužno po moje ljubimce, situacija je za mene postala poražavajuća. Sav moj posao, za koji sam dobivao dolar tjedno, bio je u vodu. Da stvar bude gora, ja sam bio odgovoran za smrt stanovnika. Zakopao sam ih na paprati prekrivenoj obali potoka koji je tekao u našem dvorištu. Sada mislim da je tekućem reagensu istekao rok trajanja, stoga su rezultati bili netočni. Bila je to vrlo poučna lekcija.

Situacija se nije puno promijenila tijekom godina. Nepoznavanje značaja ovog ključnog parametra i načina provjere pokazatelja, nedostatak ispravnog tumačenja i potrebnih mjera može dovesti i dovesti do tužnih posljedica. Ono što se značajno promijenilo je tržišna dostupnost i pristupačnost metoda i instrumenata za mjerenje pH vrijednosti. U ovom članku ćemo pogledati neke od njih, uspoređujući njihove prednosti i nedostatke.

određivanje pH

pH je procjena kisele ili alkalne prirode tvari, izražena na skali od 0 do 14, pri čemu je 0 vrlo kiselo, a 14 vrlo lužnato. Neutralno okruženje (nije kiselo, a ne alkalno) - indikator 7 na ovoj ljestvici. Ioni vodika prevladavaju kod kiselih pH vrijednosti, dok hidroksidni ioni prevladavaju u alkalnim uvjetima.

Slika 1. pH ljestvica je logaritamska i predstavlja stupanj aktivnosti vodikovih iona.

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

Važnost mjerenja pH

pH je karakteristika tekućina (u našem slučaju) koja utječe na njihovu kemijski sastav, posebno topljivost hranjive tvari(dobro, da nismo pretjerali). Nizak pH može potencijalno otrovne teške metale učiniti topivim. pH utječe na aktivnost enzima (imaju preferirani pH raspon). Visok pH može otopiti stanične lipidne membrane. Na vodeni organizmi postoji i preferirani pH raspon. Kratka recenzija pH vrijednosti u različitim sredinama (zanimljive za akvariste) prikazane su u tablici 1. Tablica 1. Približne pH vrijednosti.

pH izvor	pH
Rijeka Rio Negro	5.1
Kišnica	5.6
rijeka Amazon (lagana voda)	6.9
Čista (pitka) voda	7
Morska voda	8.2
jezero Tanganyika (površina)	9

pH mjerenje

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

Lakmus papir
Lakmus je materijal dobiven od lišajeva (ime potječe od staronordijske riječi litmosi, što znači "boja" i "mahovina / lišaj"). Ovaj lakmusov derivat mijenja boju predvidljivo kada je izložen različitim pH razinama. Ova osjetljivost čini lakmus lakim 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 lužnatu sredinu. Radni raspon mjerenja pH je približno 5 - 8. Test promjene boje mora se provesti pod osvjetljenjem 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 brojke. Na rezultat utječe boja uzorka vode, redukcijska sredstva i oksidirajuća sredstva. Tumačenje rezultata zahtijeva oštru viziju. Rok trajanja reagensa je ograničen.

Indikatorske boje
Vrlo je malo takvih pH indikatora. Možete ih kupiti u prahu ili tekućem obliku. Obično se koriste u analizama koje uključuju titraciju. Ispod su karakteristike nekih od njih:

Fenolftalein: indikator kiseline/lužine koji postaje bezbojan u kiseloj sredini i ružičasto-crven u alkalnoj sredini. Mjerni raspon ~8,3 do 10.

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

Meta-Cresol Violet: narančasto-žuta na 7,4 i mijenja boju u ljubičastu pri višem pH (do oko 8,8).

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

Svestrani indikator: Kombinira više pokazatelja kako bi omogućio procjenu širokog raspona pH.

Slika 3. Ovaj pH test od API-ja koristi meta-krezol ljubičastu kao indikator.
Poželjno je procijeniti promjenu boje u prirodnom svjetlu na bijeloj pozadini.

Prednosti: Relativno jeftino (~10 USD.) Neke se boje mogu koristiti za druge testove (npr. alkalnost) bez upotrebe pH elektrode kada se koristi reagens.

Nedostaci: Isto kao i kod lakmus papira. Pojedinačne boje imaju ograničen pH raspon. Zamućenost i/ili boja ispitne tekućine mogu utjecati na rezultate. Usporedbu treba provesti na bijeloj pozadini pod osvjetljenjem punog spektra. Reagensi imaju ograničen rok trajanja - mora biti oznaka o roku valjanosti.

pH elektrode
Znam da je akvaristima početnicima to teško zamisliti, ali prije 30 godina akvaristi izvan Europe jedva da su čuli za upotrebu pH elektroda. Situacija se promijenila 1980-ih kada je njemačka tvrtka (Dupla GmbH) počela izvoziti naprednu opremu u Sjevernu Ameriku. Danas se pH metri koriste posvuda. Dostupnost uređaja i konkurencija među proizvođačima pridonijeli su činjenici da je cijena postala prilično pristupačna.

pH elektroda je selektivni senzor vodikovih iona (H+). pH elektrode zapravo koriste dvije elektrode, sondu (indikatorsku elektrodu) i referentnu elektrodu. U pravilu se ove dvije elektrode nalaze u jednom kućištu ("tijelo") elektrode. Na kraju tijela elektrode, sonda ima tanak sloj stakla osjetljivog na vodik. Napon sonde varira ovisno o aktivnosti vodikovih iona (napon raste u kiseloj sredini, a opada u alkalnoj sredini). Referentna elektroda daje konstantan napon, koji koristimo za određivanje razlike sa sondom. Ukupni mV odziv šalje se u mjerni instrument (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 i za opisivanje njezinog dizajna i drugih.

Kućište (tijelo elektrode): šuplja cijev koja sadrži radne dijelove pH elektrode. Tijelo može biti izrađeno od stakla ili kemijski otporne plastike poput poliesterimida.

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

Kalibracija: Proces provjere ili podešavanja kalibracije analitičkog instrumenta.

Spoj (fuga, lem): Kombinacija dva dijela; u ovom slučaju ispitni materijal i kontrolna unutarnja otopina. Veze se izrađuju od raznih materijala; Materijali moraju biti porozni kako bi kontrolna otopina mogla proći. Obično se koristi keramika, tkanina i slično. Postoje elektrode s jednom, dvije i prstenaste veze.

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

ATC: automatska kompenzacija temperature. Budući da pH otopine ovisi o temperaturi, ATC ispravlja učinke temperature. ATC zahtijeva temperaturni senzor, koji se može ugraditi u elektrodu blizu staklene žarulje.

Referentna elektroda: Elektroda koja osigurava poznati, konstantni napon; obično izrađena od klor-srebrne žice i napunjena puferskim elektrolitom.
Sonda: Klor-srebrna žica u cijevi sa staklenom žaruljicom osjetljivom na pH na kraju.

Slika 4. Unutarnji detalji pH elektrode.
Radi jasnoće, zaštitni poklopac (čep) koji okružuje krhku staklenu tikvicu nije prikazan.
Neke pH elektrode imaju priključak sa strane

Vrste pH elektroda
Postoji nekoliko vrsta elektroda. Neke, obično starije, elektrode (koje se sada rijetko viđaju po mom iskustvu) sastoje se od dva odvojena kućišta. Trenutno je većina elektroda kombinirani senzori, gdje se anoda i katoda nalaze odvojeno u jednom kućištu. Oblik staklene žarulje često određuje što će elektroda mjeriti. Kuglaste tikvice, sa svojom velikom površinom, vrlo su prikladne za višenamjenska (univerzalna) mjerenja u vodenom okruženju. Konične tikvice mogu prodrijeti u polukrute materijale (kao što su meso i druga hrana) i tlo. Za mjerenje pH vrijednosti mogu se koristiti ravne staklene "tikvice". različiti tipovi koža, itd. Neke su elektrode za višekratnu upotrebu, dok druge nisu, punjene su kemijskim gelovima. Neke elektrode imaju uklonjive (zamjenjive) veze i sonde.

Kratak pregled pH metara

Naša recenzija posvećena je pH metrima proizvođača Hanna instrumenti(Woonsocket, Rhode Island, SAD.) Hanna je na tržištu od 1978. godine i danas nudi više od 3000 varijanti proizvoda svojim kupcima diljem svijeta. Neki od proizvoda tvrtke zanimljivi su akvaristima.

Svi Hanna pH mjerači prikazani u ovom pregledu isporučuju se s puferom za kalibraciju, otopinom za čišćenje elektroda i kućištem. Započnimo našu recenziju sa:

pH provjeravač (HI98103)

Slika 5. Povoljan pH Checker tvrtke Hanna Instruments.

HI98103 Checker® početni pH mjerač bit će vrijedan dodatak alatima mnogih akvarista. Uređaj nudi 0,1 pH jedinice. rezolucije po pristupačnoj cijeni. Pristupačna cijena je zbog činjenice da uređaj nudi samo dvije točke 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 je prikladniji za slatkovodne sustave koji oponašaju kisela okruženja, kao što su amazonski biotopi (unatoč činjenici da je sigurno sposoban mjeriti pH vrijednosti koje su tipične za grebene i sustavi s afričkim ciklidima, iako s manjom preciznošću zbog samo dvije kalibracijske točke). Elektroda je zamjenjiva, a spoj je napravljen od papira.

Raspon: 0 do 14 jedinica

Rezolucija: 0,1 jedinica

Točnost: ±0,2 jedinice

Točke kalibracije (gradacije): dvije; pH 4,01, 7,01 ili 10,01

Automatska kompenzacija temperature: Ne

Mjerenje/prikaz temperature: Nema

Zamjenjiva sonda: Da

Promjer elektrode: 8 mm (~5/16")

Veličina LCD-a: 3/8" (~10 mm)

Baterija: 1-CR2032; resurs oko 1000 h.

pHep pH i temperaturni senzor (HI98107)

Slika 6. pHep uređaj s kalibracijskim puferima u kućištu.

HI98107 pHep pH i temperaturni tester je modernija verzija pH Checker-a (opisan gore). Uz određivanje pH vrijednosti u rasponu gotovo svakog akvarija - od biotopa Amazone do grebena - uređaj također mjeri temperaturu s automatskom kompenzacijom temperature (ATC). Uređaj uključuje dva kalibracijska pufera (4.01 i 7.01) s dostupnim treći - (10.01, što se preporučuje za grebenske akvarije). Veza je napravljena od papira. Elektroda nije zamjenjiva.

Raspon: 0 do 14 jedinica

Rezolucija: 0,1 jedinica

Točnost: ±0,1 jedinica

Točke kalibracije: tri; pH 4,01, 7,01 i 10,01 (prikazano 4,01 i 10,01)

Zamjenjivi senzor: Da

Veličina LCD-a: 0,3125" ili ~8 mm

Baterija: 1-CR2032; otprilike 800 sati.

pHep5 vodootporan pH i temperaturni senzor (HI98128)

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

HI98128 pHep 5 pH metar Hannin je najnapredniji džepni pH metar. Uređaj nudi razlučivost od 0,01 jedinica. s točnošću od ±0,05 i automatskom temperaturnom kompenzacijom. Uređaj je vodootporan i pluta na površini vode. Instrument nudi fleksibilan pristup važnim mjerenjima kao može prepoznati 5 različitih kalibracijskih pufera.

Raspon: -2 do 16 jedinica

Rezolucija: 0,01 jedinica

Točnost: ±0,05 u

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

Automatska kompenzacija temperature: Da

Prikaz temperature: Da, može se postaviti °F ili °C, s točnošću od ±0,5°C.

Zamjenjiva sonda: Da

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

Baterija: 4-1,5v baterije; oko 300 h.

HALO bežični pH metar (HI12302)

Slika 8. Vjerojatno najnaprednija pH elektroda na tržištu, HALO bežična elektroda.

HI12302 Halo Field pH metar je zanimljiv mjerač koji nudi puno mogućnosti. Prije svega, radi se o bežičnoj pH elektrodi kojom se može upravljati putem Bluetootha s Android ili iOS uređaja. Čak i nesigurni korisnici ne bi trebali brinuti. Prema mom iskustvu, postavljanje je nevjerojatno jednostavno. Otvorio sam web stranicu Hanna Instruments, pratio HALO link i preuzeo aplikaciju za svoj pametni telefon. Nakon što je aplikacija instalirana (besplatno za preuzimanje, traje oko 2 minute), otvorio sam aplikaciju i softver je prepoznao moju HALO pH elektrodu. Zatim, sve što je potrebno je odabrati odgovarajuće ikone za kalibraciju elektroda, prikaz grafičkih podataka, pregled podataka senzora i tako dalje. Iskreno vjerujem da ne može biti lakše. Softver mjeri pH i temperaturu svake sekunde. Zapisivanje podataka daje ID elektrode, datum kalibracije, točke kalibracije, kalibracijsku krivulju, datum i vrijeme mjerenja, pH, temperaturu, milivolte itd. (Vidi slike 9-11).

Opcije sonde uključuju sferne (univerzalne i za vodeni okoliš), konusni (za hranu, polučvrste materijale, tlo itd.) i plosnati vrh (za kožu, papir itd.) HALO plastično kućište izrađeno od polieterimida (PEI) odobreno je za kontakt s hranom i otporno je na sve što se hladi možete koristiti (osim ako niste potpuno "izvan kruga" i dozirate aromate i/ili djelomično halogenirana otapala u svoj sustav).

Raspon: 0 do 14 jedinica

Razlučivost: konfigurabilno od strane korisnika: 0,1, 0,01 ili 0,001 jedinica.

Točnost: ±0,005 jedinica

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

Automatska kompenzacija temperature: Da

Zamjenska sonda: nema

Promjer elektrode: 12 mm (~1/2")

Zapisivanje podataka: Da

Baterija: litij baterija, 500 h.

Slika 10. U načinu snimanja podataka, pH vrijednosti dobivene HALO elektrodom mogu se vidjeti u obliku tabele ili…

Slika 11. ... u obliku grafa. Bilješke su moguće, a podaci se mogu prenijeti u Excel proračunske tablice.

Ovdje možete provjeriti je li vaš telefon ili tablet kompatibilan s HALO: http://hannainst.com/halo
Više informacija o Hanna Instruments proizvodima možete pronaći ovdje: http://hannainst.com
Sve Hanna sonde i elektrode dolaze s jamstvom od 6 mjeseci.

Ostala razmatranja

Sada ću ukratko govoriti o drugim aspektima koje trebate uzeti u obzir pri kupnji pH metra ili elektrode.

konektori (adapteri)
Uređaji za mjerenje pH vrijednosti s odvojenim elektrodama moraju se spojiti na instrument pomoću konektora (osim ako pričamo o uređajima s bežičnom vezom kao što je Hanna HALO.) I iako se taj aspekt čini manjim, može imati dugoročne i možda skupe posljedice. Neki proizvođači koriste specijalizirane konektore kako bi osigurali kontinuiranu upotrebu i kupnju svojih elektroda. Najčešći je Bayonet Neill-Concelman (BNC) brzi konektor. Američki konektor je rjeđi. Neki uređaji proizvedeni u Europi koriste S7 konektor.

Veze
Spoj u pH elektrodi je točka presjeka (susreta) dvaju svjetova – unutarnje otopine senzora i uzorka koji se ispituje. Postoje specijalizirani izrazi koji se koriste za opisivanje spojeva, njihove strukture i geometrije. Kao što je objašnjeno, spojevi omogućuju da otopina za kontrolu elektroda uđe u ispitnu otopinu. S tim u vezi, oni su podložni kontaminaciji, začepljenju, osobito u slučaju zauljenih uzoraka, odnosno uzoraka s visokim sadržajem proteina ili suspenzija (otopine kaše). Neke elektrode koriste vezu tkiva. Skuplje elektrode koriste porozne keramičke materijale. Neki priključci izrađeni su od PTFE (politetrafluoroetilen) plastike i dizajnirani su za upotrebu u teškim okruženjima, uključujući okruženja s visokim sadržajem ugljikovodika. PTFE spojevi su ponekad prilično veliki i nalikuju prstenu oko staklene žarulje (keramički spojevi su obično mali, samo oko 1 mm u promjeru). Bilo koji spoj može postati kontaminiran.

Srećom, za grebene akvariste, univerzalne pH sonde s tkaninom ili keramičkim spojevima su u redu.

Čišćenje pH elektroda
Uvijek je vrijedno zapamtiti da su elektrode istraživački instrumenti i zahtijevaju odgovarajuću njegu. I iako je plastično tijelo prilično izdržljivo, staklena žarulja je vrlo krhka - nepažljivo rukovanje može dovesti do činjenice da će se slomiti. Elektrode koje se koriste samo povremeno ne zahtijevaju često čišćenje; međutim, ako je vaša elektroda trajno uronjena u "organsku juhu" (kao u nekim akvarijima), akvaristima se savjetuje da redovito čiste elektrodu. Događa se da je sonda prekrivena biološkim nečistoćama i proteinima. Hrana (i katastrofalni kvarovi potopljenih crpki) dodaju masnoće u akvarijsku vodu, što također doprinosi onečišćenju elektrode. Srećom, rješenja za čišćenje pomažu u održavanju funkcionalnosti elektroda. 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 puniti
Neke se elektrode mogu napuniti posebno formuliranim otopinama, dok se druge elektrode pune gelom. Općenito, gel senzori sporije reagiraju na promjene pH. Većina senzora dizajniranih za korištenje u akvarijima punjena je gelom.

Kalibriranje
Ispravna kalibracija pH elektrode je potrebno stanje za točne rezultate. Proces je pojednostavljen ako instrument nudi automatsku temperaturnu kompenzaciju (ATC). Slike 12-14 prikazuju primjere učinka temperature na kalibracijski standard (referenca).

Slika 12. Utjecaj temperature na pufer 4.01 kalij hidroftalata.

Slika 13. Utjecaj temperature na pH pufera kalij dihidrogen fosfat/dihidrogen fosfat (6.865). Na sreću, kalibracije sobne temperature prilično su točne ako se koristi instrument koji nije ATC.

Slika 14. Na pH ovog pufera (natrijev bikarbonat/natrijev karbonat) može utjecati temperatura (još jedan slučaj za korištenje ATC uređaja.) Ugljični dioksid iz atmosfere tijekom vremena napada otopinu.

Pravilna kalibracija pH elektrode zahtijeva malo strpljenja i pažnje na detalje. Nove sonde moraju biti pravilno hidratizirane (pogledajte upute za svoj instrument). Unatoč činjenici da je moguća kalibracija u jednoj točki, poželjno je izvršiti kalibraciju u 2 točke (između kojih bi trebao pasti očekivani pH). Za grebenske akvarije koristite pufere 7.01 i 9 ili 10. Imajte na umu da neki instrumenti mogu automatski prepoznati pufere i stoga zahtijevaju upotrebu posebnih rješenja. Prije kalibracije, provjerite ima li oštećenja na elektrodi (osobito staklenu žarulju). Na staklenoj žarulji ne smije biti bioobraštanja. Ako je dostupno, koristite otopinu za čišćenje koju preporučuje proizvođač. Pravilno čišćenje će ukloniti bioobrastanje, masnoću, onečišćenje proteinima itd. Elektrodu, ako se može ponovno puniti, treba napuniti otopinom koju preporučuje proizvođač. Kada je elektroda čista i u dobrom stanju, stavite je u prvu otopinu za kalibraciju. Provjerite jesu li staklena žarulja elektrode i priključak potpuno uronjeni u otopinu za kalibraciju (koristim čašu od 30 mm gdje je 7 mm pufera dovoljno za kalibraciju). Otopinu snažno promiješajte elektrodom (ako nema magnetske mješalice) i pričekajte da se temperatura elektrode i otopine izjednači. Unesite vrijednost u memoriju instrumenta (obično se tipka mora pritisnuti kada je instrument u načinu kalibracije). Isperite elektrodu destiliranom vodom i osušite papirnatim ručnikom (po mogućnosti laboratorijskim maramicama kao što je Kimwipes). NIKADA nemojte brisati elektrode papirom - može se stvoriti statički elektricitet koji može utjecati na kalibraciju, a time i na očitanja. U slučaju jedne kalibracijske točke, proces je završen. U slučaju 2 ili 3 kalibracijske točke, postupak se mora ponoviti. Prilikom mjerenja pH uzorka vode, promiješajte otopinu ručno ili mješalicom i ostavite vrijeme za temperaturnu kompenzaciju. U laboratorijskoj praksi preporuča se bilježiti pH i temperaturu.

Starenje kalibracijskih pufera
Kao i kod većine kemikalija, pH puferi se s vremenom pogoršavaju. Neki puferi su proizvedeni tako da budu otporni na promjene i imaju dugi vijek trajanja (nekoliko godina). Odaberite pufere koji imaju rok trajanja na pakiranju. Rok trajanja karbonatnih pufera općenito je kraći od alkalnih ili kiselih pufera zbog izloženosti ugljičnom dioksidu u zraku. Pufere koji su bili u kontaktu s elektrodom tijekom kalibracije treba odbaciti. Ako primijetite da pufer postaje pljesniv (obično oko 4 pufera), bacite ga. Nemojte koristiti pufere za ispravljanje pH vrijednosti vašeg akvarija.

Skladištenje pH elektroda
Pravilno pohranite pH senzore. Ono što je najvažnije, staklena žarulja mora ostati hidratizirana. Drugo, temeljna otopina ne smije dopustiti osmozu između same otopine i unutarnje otopine/gela elektrode. Osim toga, mora sadržavati antimikrobnu komponentu koja sprječava pojavu plijesni i onečišćenja.
Potrebni puferi za pH kalibraciju, temeljne otopine i pribor mogu se pronaći ovdje: http://hannainst.com/ph-solutions

Blogovi i resursi Hanna Instruments pH

1.
2. Vodiči i kontrolne liste za pH elektrode
3. Top 10 pogrešaka u mjerenju pH
4.

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

Međutim, ako još uvijek ne volite koristiti slike o kojima smo govorili u prethodnoj lekciji, tada možete ponuditi kratke programe koji rade u rasponu od NaCl=0--500 µg/kg i t=10--50 °C s ekstrapolacijom pogreška do 2 µg/kg u smislu natrija, što je mnogo manje od pogreške samog mjerenja. Ove programe ćete pronaći u datoteci Fragment.xls, imaju sljedeći tablični oblik:

NaCl u kontaktu sa zrakom:

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

Sada o kvaliteti naših podataka. Uvijek čuvajte izvorne podatke. Ako ste zabilježili očitanja uređaja - električnu vodljivost ili pH - zapišite temperaturu izmjerene otopine. Za pH navedite je li temperaturni kompenzator bio uključen tijekom mjerenja i općenito pogledajte upute za uređaj, što radi kada temperatura uzorka odstupi od standardne temperature. Kada određujete pH, vodljivost ili hidratiziranu lužnatost uzorka, osobito u uzorku s visokim početnim udjelom ugljičnog dioksida, imajte na umu da vaš uzorak više nije isti kao što je bio u vrijeme kada je uzet. Nepoznata količina ugljičnog dioksida već je prešla iz uzorka u zrak ili obrnuto.

Nekako su zvali iz Vinnice i pitali kako prilagoditi pH prema temperaturi. Samo se to može i ne smije raditi na objektu. U svakom slučaju, zabilježite početni pH i temperaturu uzorka i osigurajte zaseban stupac za ispravljenu pH vrijednost.

Sada o tome kako podesiti pH. Bojim se da na ovo „jednostavno“ pitanje neće odgovoriti ni stotinu mudraca općenito. Ovako, na primjer, izgleda ovisnost pH vrijednosti o temperaturi za apsolutno čistu vodu.

Isto, ali u kontaktu sa zrakom:

No ispostavilo se da je pH korekcija temperature za ova dva grafikona ista:

Prijelaz s izmjerenog pHt na pH na t=25 °C za ove grafikone može se izvesti pomoću formule:

Rigorozniji pristup bio bi uzeti ne 1 i 3 mg/l slobodnog ugljičnog dioksida, već 1 i 3 mg/l ukupnog (nedisociranog i disociranog) ugljičnog dioksida. Ovaj ulomak ćete, ako želite, pronaći na Listu 4, ali rezultati za ovaj fragment neće se značajno razlikovati od onih navedenih 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 nema amonijaka. To se događa samo u nekim termoelektranama sa srednjetlačnim kotlovima.

Indikator vodika, pH(lat. strondus hydrogenii- "težina vodika", izgovara se "pash") je mjera aktivnosti (u jako razrijeđenim otopinama, ekvivalentna koncentraciji) vodikovih iona u otopini, koja kvantitativno izražava njezinu kiselost. Jednak po modulu i suprotan po predznaku od decimalnog logaritma aktivnosti vodikovih iona, koji se izražava u molovima po litri:

Povijest pH.

koncept pH uveo danski kemičar Sorensen 1909. godine. Indikator se zove pH (prema prvim slovima latinskih riječi potentia hydrogeni je snaga vodika, ili pondus hydrogeni je težina vodika). U kemiji kombinacija pX obično označavaju vrijednost koja je jednaka LG X, ali sa slovom H u ovom slučaju označavamo koncentraciju vodikovih iona ( H+), točnije, termodinamička aktivnost hidronijevih iona.

Jednadžbe koje se odnose na pH i pOH.

izlaz pH vrijednosti.

U čistoj vodi na 25 °C koncentracija vodikovih iona ([ H+]) i hidroksid ioni ([ Oh− ]) jednaki su i jednaki 10 −7 mol/l, to jasno proizlazi iz definicije ionskog produkta vode, jednakog [ H+] · [ Oh− ] i jednaka je 10 −14 mol²/l² (na 25 °C).

Ako su koncentracije dvije vrste iona u otopini jednake, 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 raste, a koncentracija vodikovih iona opada. Kada [ H+] > [Oh− ] kaže se da je otopina kisela, a kada [ Oh − ] > [H+] - alkalni.

Da bi bilo prikladnije prikazati, da bi se riješio negativnog eksponenta, umjesto koncentracija vodikovih iona koristi se njihov decimalni logaritam koji se uzima s suprotnim predznakom, a to je eksponent vodika - pH.

Indeks bazičnosti otopine pOH.

Nešto manje popularan je obrnuto pH vrijednost - indeks osnovnosti rješenja, pOH, što je jednako decimalnom logaritmu (negativnom) koncentracije u otopini iona Oh − :

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

pH vrijednosti u otopinama različite kiselosti.

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

Jer na 25 °C (standardni uvjeti) [ H+] [Oh − ] = 10 −14 , jasno je da na ovoj temperaturi pH + pOH = 14.

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

Metode za određivanje pH vrijednosti.

Postoji nekoliko metoda za određivanje vrijednosti pH rješenja. pH vrijednost je približno procijenjena pomoću indikatora, točno izmjerena pomoću pH-metar ili se odredi analitički provođenjem acidobazne titracije.

1. Za grubu procjenu koncentracije vodikovih iona često se koristi acidobazni indikatori- organske boje, čija boja ovisi o pH okoliš. Najpopularniji indikatori su: lakmus, fenolftalein, metilnaranča (metilnaranča) itd. Indikatori mogu biti u 2 različito obojena oblika – kiseli ili bazični. Promjena boje svih pokazatelja događa se u njihovom rasponu kiselosti, često 1-2 jedinice.
2. Za povećanje radnog intervala mjerenja pH primijeniti univerzalni indikator, što je mješavina nekoliko pokazatelja. Univerzalni indikator dosljedno mijenja boju od crvene preko žute, zelene, plave do ljubičaste pri prelasku iz kiselog u lužnato područje. Definicije pH indikatorska metoda je teška za mutne ili obojene otopine.
3. Korištenje posebnog uređaja - pH-metar - omogućuje mjerenje pH u širem rasponu i točnije (do 0,01 jedinica pH) nego s indikatorima. Ionometrijska metoda određivanja pH temelji se na mjerenju EMF-a galvanskog kruga milivoltmetrom-ionometrom, koji uključuje staklenu elektrodu, čiji potencijal ovisi o koncentraciji iona H+ u okolnom rješenju. Metoda ima visoku točnost i praktičnost, posebno nakon kalibracije indikatorske elektrode u odabranom rasponu pH, što omogućuje mjerenje pH neprozirne i obojene otopine te se stoga često koristi.
4. Analitička volumetrijska metoda — acidobazna titracija- također daje točne rezultate za određivanje kiselosti otopina. Otopini poznate koncentracije (titrant) dodaje se kap po kap u ispitivanu otopinu. Kad se pomiješaju, kemijska reakcija. Točka ekvivalencije - trenutak kada je titrant točno dovoljan za dovršetak reakcije - fiksira se pomoću indikatora. Nakon toga, ako su poznati 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 objasniti različitu disocijaciju vodikovih iona (H +) i nije eksperimentalna pogreška. Učinak temperature ne može se elektronički kompenzirati pH-metar.

Uloga pH u kemiji i biologiji.

Kiselost okoliša važna je za većinu kemijskih procesa, a mogućnost nastanka ili rezultata određene reakcije često ovisi o pH okoliš. Za održavanje određene vrijednosti pH u reakcijskom sustavu tijekom laboratorijskih studija ili u proizvodnji, puferske otopine se koriste za održavanje gotovo konstantne vrijednosti pH kada se razrijedi ili kada se otopini dodaju male količine kiseline ili lužine.

Indikator vodika pHčesto se koristi za karakterizaciju kiselinsko-baznih svojstava različitih bioloških medija.

Za biokemijske reakcije od velike je važnosti kiselost reakcijskog medija koji se javlja u živim sustavima. Koncentracija vodikovih iona u otopini često utječe na fizikalno-kemijska svojstva i biološku aktivnost proteina i nukleinskih kiselina, stoga je održavanje acidobazne homeostaze zadatak od iznimne važnosti za normalno funkcioniranje organizma. Dinamičko održavanje optimalnog pH biološke tekućine postiže se pod djelovanjem puferskih sustava tijela.

NA ljudsko tijelo u različitim organima pH je različit.

Neka značenja pH.
tvar
elektrolita u olovnim baterijama
Želučana kiselina
Limunov sok (5% otopina limunske kiseline)
prehrambeni ocat
koka kola
sok od jabuke
Koža zdrave osobe
Kisela kiša
Piti vodu
Čista voda na 25°C
Morska voda
Sapun (masni) za ruke
Amonijak
izbjeljivač (izbjeljivač)
Koncentrirane otopine alkalija