Hogyan befolyásolja a hőmérséklet a pH-t? PH: mi ez, miért fontos ez a tényező, és hogyan mérhető a Hanna Instruments pH-mérőinek példájával
A szakasz cikkei letölthetők Word formátumban (szöveg és ábrák) és Excel formátumban (szöveg, ábrák, számítási munkatöredékek)
Ha azonban mégsem szereti az előző leckében tárgyalt képeket használni, akkor extrapolációval kínálhat rövid programokat, amelyek NaCl=0--500 µg/kg és t=10--50 °C tartományban működnek. 2 µg/kg hiba nátriumban kifejezve, ami sokkal kisebb, mint magának a mérésnek a hibája. Ezeket a programokat a Fragment.xls fájlban találja, táblázatos formában a következő:
NaCl levegővel érintkezve:
Ha a szobalevegő szén-dioxid-tartalma magasabb, mint a számított érték, akkor az ezekből a töredékekből számított NaCl koncentráció túlbecsült lesz.
Most az adataink minőségéről. Mindig őrizze meg az eredeti információkat. Ha rögzítette a készülék leolvasásait - elektromos vezetőképesség vagy pH -, akkor írja le a mért oldat hőmérsékletét. A pH-nál jelezze, hogy a hőmérséklet-kompenzátor be volt-e kapcsolva mérés közben, és általában nézze meg a készülék használati utasításában, hogy mit csinál, ha a minta hőmérséklete eltér a standard hőmérséklettől. Amikor meghatározza egy minta pH-értékét, vezetőképességét vagy hidratált lúgosságát, különösen egy magas kezdeti szén-dioxid-tartalmú minta esetében, ne feledje, hogy a minta már nem ugyanaz, mint a vétel időpontjában. A mintából már ismeretlen mennyiségű szén-dioxid került a levegőbe, vagy fordítva.
Valahogy felhívtak Vinnitsa-ból, és megkérdezték, hogyan lehet beállítani a pH-t a hőmérsékletnek megfelelően. Csak ezt lehet és nem szabad megtenni az objektumon. Minden esetben jegyezze fel a minta kezdeti pH-értékét és hőmérsékletét, és biztosítson külön oszlopot a korrigált pH-értéknek.
Most arról, hogyan kell beállítani a pH-t. Attól tartok, erre az „egyszerű” kérdésre száz bölcs sem fog általánosságban válaszolni. Így néz ki például az abszolút tiszta víz pH-függése a hőmérséklettől.
Ugyanaz, de levegővel érintkezve:
De a hőmérséklet pH-korrekciója e két grafikonon azonosnak bizonyult:
A mért pHt-ről a pH-ra t=25 °C-on ezeknél a grafikonoknál a következő képlet segítségével lehet áttérni:
Szigorúbb megközelítés lenne, ha nem 1 és 3 mg/l szabad szén-dioxidot vennénk, hanem 1 és 3 mg/l teljes (nem disszociált és disszociált) szén-dioxidot. Ezt a töredéket, ha kívánja, megtalálja a 4. lapon, de ennek a töredéknek az eredményei nem térnek el jelentősen az ezen a lapon megadottaktól.
Ne feledje, hogy a szén-dioxidra vonatkozó töredékek olyan vizekre vonatkoznak, ahol a szén-dioxidon kívül nincsenek lúgok vagy savak, és különösen nincs ammónia. Ez csak néhány közepes nyomású kazánnal rendelkező hőerőműben fordul elő.
A téma tanulmányozásának céljai:
- tantárgyi eredmények: az "elektrolitikus disszociáció", "elektrolitikus disszociáció mértéke", "elektrolit" fogalmak tanulmányozása, a hidrogénindex ismereteinek fejlesztése, az anyagokkal való munkavégzés képességeinek fejlesztése a biztonsági előírások betartása alapján;
- meta-tantárgyi eredmények: a digitális eszközökkel végzett kísérlet elvégzéséhez (kísérleti adatok beszerzéséhez), az eredmények feldolgozásához és bemutatásához szükséges készségek kialakítása;
- személyes eredmények: laboratóriumi kísérlet felállításán alapuló oktatási kutatás végzéséhez szükséges készségek kialakítása.
A "pH és hőmérséklet" projekt használatának megvalósíthatósága
1. A projekten végzett munka hozzájárul az „Elektrolitikus disszociáció elmélete” elméleti téma tanulmányozása iránti érdeklődés kialakulásához, amely egy adott életkor (13-14 éves) számára nehéz. Ebben az esetben a pH meghatározásával a tanulók megállapítják a sav disszociációs foka és az oldat hőmérséklete közötti összefüggést. A szódaoldattal végzett munka propedeutikus a 8. osztályban, és lehetővé teszi, hogy visszatérjen a projekt eredményeihez a 9. osztályban (tanórán kívüli tevékenységek), a 11. osztályban (általános kurzus) a sóhidrolízis tanulmányozása során.
2. Reagensek (citromsav, szódabikarbóna) és eszközök (digitális pH-érzékelő hiányában indikátorpapír használható) rendelkezésre állása a kutatáshoz.
3. A kísérleti módszertan megbízhatósága biztosítja a munka zökkenőmentes lebonyolítását, garantált a fennakadások és módszertani hibák ellen.
4. A kísérlet biztonsága.
hangszeres szekció
Felszerelés:
1) digitális pH-érzékelő vagy laboratóriumi pH-mérő, lakmuszpapír vagy más savasságjelző;
2) alkohol hőmérő (0 és 50 0° között) vagy digitális hőmérséklet-érzékelő;
3) citromsav (1 teáskanál);
4) ivószóda (1 teáskanál);
5) desztillált víz (300 ml);
6) egy tartály vízfürdőhöz (alumínium vagy zománcozott serpenyő vagy tál), az oldatokat hideg vízsugárral vagy hóval lehűtheti, és forró vízzel melegítheti;
7) 50-100 ml (3 db) űrtartalmú, őrölt fedővel ellátott vegyszeres főzőpohár.
1. lecke. A probléma megfogalmazása
Tanterv:
1. Az "elektrolitikus disszociáció", "elektrolitikus disszociáció mértéke", "elektrolit" fogalmak megvitatása.
2. A probléma megfogalmazása. Műszeres kísérlet tervezése.
Tevékenység tartalma
Tanári tevékenység
1. Megbeszélést szervez az "elektrolitikus disszociáció", "elektrolitikus disszociáció mértéke", "elektrolit" fogalmakról. Kérdések:
Mik azok az elektrolitok?
- Mekkora az elektrolitikus disszociáció mértéke?
- Milyen formában írjuk fel az erős (például kénsav, alumínium-szulfát) és a gyenge elektrolitok (például ecetsav) disszociációs egyenletét?
- Hogyan befolyásolja az oldat koncentrációja a disszociáció mértékét?
A választ az ecetsav híg és tömény oldatának példáján keresztül lehet megvitatni. Ha meg lehet határozni az elektromos vezetőképességet, akkor kimutatható az ecetesszencia és az asztali ecet eltérő elektromos vezetőképessége
Felfogni új információ témában A disszociáció mértékére vonatkozó elképzelések kialakítása, amelyek a kémia órán formálódnak Kognitív
Értékelje a téma megértésének teljességét. Képes elemezni a kérdés megértését Szabályozás
Tanári tevékenység
2. Megszervezi a műszeres kísérlet tervezését, előkészítését:
- a „pH és hőmérséklet” projekt információinak megismerése;
- a projekt céljának, hipotéziseinek megvitatása;
- munkacsoportok szervezése (három csoport);
- felszerelés előkészítés
Megvalósítandó tevékenységek Kialakított tevékenységmódok A tanulók tevékenysége
Érzékeli a biztonsági előírásokkal kapcsolatos információkat a savakkal végzett munka során (citromsav) A biztonsági előírások betartásának szükségességének fogalmának kialakítása Kognitív
Az érthetetlenek tisztázása A kérdés megfogalmazásának képessége a Kommunikatív témában
Értékelje a projekten végzett munka módszertanának megértésének teljességét Képes elemezni a probléma megértését Szabályozási
2. lecke. Kísérlet lefolytatása
Tanterv:
1. Digitális pH és hőmérséklet érzékelők működésének előkészítése.
2. A pH hőmérséklettől való függésének vizsgálata:
1. csoport: citromsav oldat pH mérése 10 0С, 25 0С, 40 0С;
2. csoport: szódabikarbóna-oldat pH-értékének mérése 10 0С, 25 0С, 40 0С-on;
3. csoport: desztillált víz pH mérése 10 0С, 25 0С, 40 0С.
3. A kapott eredmények elsődleges elemzése. A GlobalLab projekt kérdőíveinek kitöltése.
Tanári tevékenység
1. Minden tanulócsoport számára munkahelyet szervez:
- elmagyarázza az oldatok hűtését, majd fokozatos felmelegítését, valamint hőmérséklet és pH mérést;
- válaszol a tanulók kérdéseire
Megvalósítandó tevékenységek Kialakított tevékenységmódok A tanulók tevékenysége
Munkamódszer szerinti információk észlelése Digitális érzékelők működésével kapcsolatos elképzelések kidolgozása Kognitív
Az érthetetlenek tisztázása A kérdés megfogalmazásának képessége a Kommunikatív témában
Értékelje a projekttel kapcsolatos munka megértésének teljességét A kérdés megértésének elemzésének képességét Szabályozási
Tanári tevékenység
2. Csoportosan szervezi a tanulók munkáját. A tanár ellenőrzi a csoportmunka előrehaladását, válaszol a tanulók esetleges kérdéseire, figyelemmel kíséri a kutatási eredmények táblázatának kitöltését a táblán
Megvalósítandó tevékenységek Kialakított tevékenységmódok A tanulók tevékenysége
1. Csatlakoztassa a digitális érzékelőket a számítógéphez.
2. Készítsen oldatokat:
1. csoport - citromsav;
2. csoport - szódabikarbóna;
3. csoport - desztillált víz.
3. Hűtsük le az oldatokat és mérjük meg a pH-t 10°C-on.
4. Fokozatosan melegítse fel az oldatokat, és mérje meg a pH-t 25°C-on és 40°C-on.
5. A mérési eredmények egy általános táblázatba kerülnek, amelyet a táblára rajzolunk (megbeszélésre alkalmas) Készségek kialakítása a műszeres kutatáshoz Kognitív
Csoportmunka Csoportos oktatási együttműködés Kommunikatív
Munka egy közös problémán, az elvégzett munka ütemének és teljességének felmérése Cselekedeteik elemzésének és kijavításának képessége az egész osztály közös munkája alapján Szabályozó
Tanári tevékenység
3. Megszervezi a kutatási eredmények elsődleges elemzését. Megszervezi a hallgatók munkáját a GlobalLab „pH és hőmérséklet” projekt kérdőíveinek kitöltésére.
Megvalósítandó tevékenységek Kialakított tevékenységmódok A tanulók tevékenysége
Ismerkedjen meg más csoportok munkájának eredményeivel Elképzelések kialakulása a pH hőmérséklettől való függéséről Kognitív
Tegyen fel kérdéseket más csoportok képviselőinek Oktatási együttműködés az osztálytársakkal. A szóbeli beszéd fejlesztése Kommunikatív
A munka eredményeinek elemzése, a projekt kérdőív kitöltése Képesség tevékenységeik elemzésére és munkájuk eredményeinek bemutatására Szabályozási
3. lecke. Az eredmények elemzése és bemutatása
Tevékenység tartalma
1. Eredmények bemutatása: tanulói előadások.
2. A digitális pH-érzékelőket használó projekt résztvevői számára jelentős eredmények megvitatása.
Tanári tevékenység
1. Diákelőadásokat szervez. Támogatja a hangszórókat. Köszönetet mond minden résztvevőnek a projekten végzett munkáról
Megvalósítandó tevékenységek Kialakított tevékenységmódok A tanulók tevékenysége
Mutassák be tevékenységük eredményeit, hallgassák meg az osztálytársak beszédeit. Ötletek formálása a projekt eredményeinek bemutatási formájával kapcsolatban Kognitív
Vegyen részt a beszédek megbeszélésében Oktatási együttműködés az osztálytársakkal. A szóbeli beszéd fejlesztése Kommunikatív
Munkájuk eredményének elemzése, osztálytársak kijelentéseinek kommentálása Tevékenységük eredményeinek és mások munkájának elemzésének képessége Szabályozó
Tanári tevékenység
2. Megbeszélést szervez a kérdésről, amelyet a „Hogyan fog viselkedni az oldat pH-ja, ha hűtjük vagy melegítjük? Miért próbálják a tudósok ugyanazon a hőmérsékleten mérni a pH-t, és milyen következtetést vonjanak le ebből a GlobalLab projekt résztvevői?
Megbeszélést szervez az „Az oldatok hőmérsékletének változásával az oldott savak és lúgok disszociációs állandója és ennek következtében a pH-érték” című projekt hipotézisét megerősítő vagy megcáfoló eredmények megvitatása.
Megvalósítandó tevékenységek Kialakított tevékenységmódok A tanulók tevékenysége
Beszéljétek meg az oldat pH-ja és a hőmérséklet kapcsolatát Elképzelések kidolgozása az elektrolitikus disszociáció mértékéről Kognitív
Fejtsék ki gondolataikat a projekt hipotéziséről, és fogalmazzanak meg egy következtetést Oktatási együttműködés az osztálytársakkal. A szóbeli beszéd fejlesztése Kommunikatív
A projekthipotézis értékelése a kapott eredmények alapján Képes a hipotézist a már megszerzett eredmények alapján értékelni és következtetést levonni Szabályozási
A pH-elektródák nem ideális rendszerek. Különböző hosszúságúak, tökéletlen geometriai formájúak, zavarok a belső elektrolit összetételében stb. Mindez befolyásolja jellemzőiket, és ugyanakkor ez teljesen normális, mivel minden gyártásnál vannak bizonyos tűréshatárok. Ezért minden pH-mérőnek szüksége van egy kalibrálásra, amely segít a mérőnek megállapítani az elektródától érkező jel és az oldat pH-értéke közötti kapcsolatot.
A kalibrálás nagyon döntő pillanat! Tisztában kell lenni azzal, hogy a pH-t nem lehet az alkalmazott standardoknál nagyobb pontossággal mérni. Például, ha 0,01 pH-s pontossággal akarunk dolgozni, akkor a következő feltételeknek kell teljesülniük: a pH-mérő és az elektróda összhibája nem haladhatja meg a 0,005 pH-t, és a kalibrálás során különös figyelmet kell fordítani a speciális magas értékekre. - precíziós pufferoldatok. Nem vásárolhat ilyen megoldásokat, mert nincsenek tárolva. Ezeket önállóan kell elkészíteni, speciálisan elkészített reagensek és víz felhasználásával.
Ha nem tud +/- 0,005 pH pontosságú puffert készíteni, akkor meg kell elégednie a márkás pufferoldatokkal, amelyek pontossága +/- 0,02 pH-értéken biztosított. Ilyen szabványok szerint kalibrálva a teljes hiba nem haladja meg a 0,04-0,03 pH-t, feltéve, hogy a műszerhiba 0,01 pH-n van. Ez a leggyakoribb gyakorlat, és nem talál egyetlen olyan módszert vagy GOST-ot sem, amely megköveteli a pH 0,05 pH-nál jobb pontosságú fenntartását. Az egyetlen kivétel néhány gyógyszeripar és speciális iparágak.
A modern pH-elektródákat általában kombinálják, pl. a pH-elektróda és a referenciaelektróda ugyanabban a házban található. Az egyszerű használat mellett ez gyorsabb reakciót és alacsonyabb általános hibalehetőséget biztosít.
Az ilyen elektródák izoelektromos pontja pH=7 (0 mV). Ezért a műszert először semleges pH-pufferrel (pl. 6,86 vagy 7,01) kell kalibrálni. A második pontot megközelítőleg 3 pH-egység távolságra kell kiválasztani, pl. pH = 4 vagy 10. Ha a műszer csak két pufferrel van kalibrálva, akkor a második pont kiválasztása attól függ, hogy melyik tartományban dolgozik. Ha ezek lúgos oldatok, akkor használjon puffert pH = 10, ha savas - pH = 4. Ennek oka a kalibrációs egyenesek meredeksége a savas és lúgos tartományokban. Nem lesz probléma, ha a műszere három vagy több ponttal kalibrálható. Ebben az esetben a kalibrálás sorrendje nem fontos, mivel a pH-mérő ezt önmagában figyeli.
A pH-mérők olcsó modelljein (HI8314, Piccolo, Checker) két csavar található a kalibráláshoz: az egyik az izoelektromos (referencia) pont (pH7), a másik a lejtés beállításához (pH4 / 10). Nagyon gyakran használat közben összezavarodnak, és olyan helyzet áll elő, amikor a csavarok kölcsönös helyzete nem teszi lehetővé a kalibrálást. Ebben az esetben a kalibrálás előtt mindkét csavart középső helyzetbe kell állítani (1/2 fordulat Piccolo és 15-16 fordulat más modelleknél szélső helyzetből).
A pH-mérők legfejlettebb modelljei az ún. GLP támogatása, amely az utolsó kalibrálás dátuma mellett lehetővé teszi az elektróda állapotának értékelését a kalibrációs görbe meredekségének az elméleti értékhez (59,16 25 C-on) százalékos aránya alapján. Ha a készülék nem támogatja a GLP-t, de mV mérési móddal rendelkezik, akkor a meredekség egymástól függetlenül számítható a pufferben lévő mV érték pH=7 és pH=4 mérésével.
Például:
pH 7 = -10 mV
pH 4 = +150 mV
lejtő = 150 - (-10) / 59,2x3 = 90,1%
95 - 102% - az elektróda működőképes,
92 - 95% - az elektródát meg kell tisztítani,
kevesebb, mint 92% - ki kell cserélni az elektrolitot vagy cserélni kell az elektródát.
Hőmérséklet kompenzációs probléma, automatikus hőmérséklet kompenzáció
A hőmérséklet-változások kompenzációja az egyik legfontosabb és legnehezebben megoldható probléma a pH-metriában. A mérési hiba három okból következik be: A Nernst-egyenlet tartalmazza a hőmérsékletet; A hidrogénionok egyensúlyi koncentrációja a pufferben és a mintákban a hőmérséklet függvényében változik; A pH-elektróda jellemzői a hőmérséklettől függenek. 1. A Nernst-egyenlet szerint a kalibrációs görbe elméleti meredeksége a hőmérséklettel változik. Ha a készülék nem veszi figyelembe ezt a változást, akkor a mérési hibához hozzáadódik egy átlagosan 0,003 рН hiba minden Celsius-fokra és minden pH-egységre az izopotenciális ponttól számítva.Például: a műszer pH=7 pufferrel van kalibrálva 25 C-on.
Minta pH = 5 20 C-on, hiba = 0,003 x 5 x 2 = 0,03
Minta pH = 2,5 2 °C-on, hiba = 0,003 x 23 x 4,5 = 0,31
Minta pH = 12 80 C-on, hiba = 0,003 x 55 x 5 = 0,82
|
hőfok |
PH érték |
||||
Amit a hőmérséklet-kompenzációról tudni kell
1. Az automatikus hőmérséklet-kompenzáció a pH-metriában csak a Nernst-egyenletben szereplő hőmérséklet figyelembevételét jelenti.
2. Ha egy minta pH-értékét szeretné pontosan megtudni 25 C-on, az egyetlen igazi kiút, ha 25 C-on méri meg.
Hidrogén indikátor, pH(lat. pondus hydrogenii- "hidrogén súlya", kiejtve "pash") az oldatban lévő hidrogénionok aktivitásának mértéke (erősen híg oldatokban, a koncentrációval egyenértékű), amely mennyiségileg kifejezi az oldat savasságát. Moduluszában egyenlő és ellentétes előjelű a hidrogénionok aktivitásának decimális logaritmusa, amely mol per literben van kifejezve:
A pH története.
koncepció pH Sorensen dán vegyész vezette be 1909-ben. Az indikátort ún pH (a latin szavak első betűi szerint potentia hydrogeni a hidrogén erőssége, ill pondus hydrogeni a hidrogén tömege). A kémiában a kombináció pXáltalában olyan értéket jelöl, amely egyenlő lg X, hanem levéllel H ebben az esetben a hidrogénionok koncentrációját jelöli ( H+), vagy inkább a hidroniumionok termodinamikai aktivitása.
A pH-ra és a pOH-ra vonatkozó egyenletek.
pH érték kimenet.
25 °C-os tiszta vízben a hidrogénionok koncentrációja ([ H+]) és hidroxidionok ([ Ó− ]) azonosak és egyenlők 10 −7 mol/l, ez egyértelműen következik a víz ionos termékének definíciójából, egyenlő [ H+] · [ Ó− ] és 10 −14 mol²/l² (25 °C-on).
Ha egy oldatban kétféle ion koncentrációja azonos, akkor azt mondjuk, hogy az oldat reakciója semleges. Ha savat adunk a vízhez, a hidrogénionok koncentrációja növekszik, a hidroxidionok koncentrációja csökken; bázis hozzáadásával ellenkezőleg, a hidroxidion-tartalom nő, a hidrogénionok koncentrációja pedig csökken. Mikor [ H+] > [Ó− ] azt mondják, hogy az oldat savas, és amikor [ Ó − ] > [H+] - lúgos.
A kényelmesebb ábrázolás, a negatív kitevőtől való megszabadulás érdekében a hidrogénionok koncentrációi helyett azok decimális logaritmusát alkalmazzuk, amit ellenkező előjellel veszünk, ami a hidrogén kitevő - pH.
Oldat pOH bázikussági indexe.
Valamivel kevésbé népszerű ennek a fordítottja pHérték - oldat bázikussági indexe, pOH, amely egyenlő az ionok oldatában lévő koncentráció decimális logaritmusával (negatív). Ó − :
mint bármely vizes oldatban 25 °C-on, akkor ezen a hőmérsékleten:
pH-értékek különböző savasságú oldatokban.
- A közhiedelemmel ellentétben, pH változhat, kivéve a 0-14 intervallumot, de túllépheti ezeket a határokat. Például hidrogénionok koncentrációja esetén [ H+] = 10–15 mol/l, pH= 15, 10 mol/l hidroxidion-koncentrációnál pOH = −1 .
Mert 25 °C-on (standard körülmények) [ H+] [Ó − ] = 10 −14 , egyértelmű, hogy ezen a hőmérsékleten pH + pOH = 14.
Mert savas oldatokban [ H+] > 10 −7 , ami azt jelenti, hogy savas oldatoknál pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH semleges megoldások a 7. Többel magas hőmérsékletek a víz elektrolitikus disszociációs állandója nő, ami azt jelenti, hogy a víz ionterméke nő, akkor semleges lesz pH= 7 (ami egyidejűleg megnövekedett koncentrációknak felel meg, mint H+, és Ó−); csökkenő hőmérséklet mellett, éppen ellenkezőleg, semleges pH növeli.
A pH-érték meghatározásának módszerei.
Számos módszer létezik az érték meghatározására pH megoldásokat. A pH-érték hozzávetőlegesen becsült indikátorok segítségével történik, amelyek segítségével pontosan mérik pH-méterrel, vagy analitikusan, sav-bázis titrálással határozzák meg.
- A hidrogénionok koncentrációjának durva becsléséhez gyakran használjuk sav-bázis indikátorok- szerves színezékek, amelyek színe attól függ pH környezet. A legnépszerűbb indikátorok a következők: lakmusz, fenolftalein, metilnarancs (metilnarancs), stb. Az indikátorok 2 különböző színű formában lehetnek - savas vagy bázikus. Minden indikátor színváltozása a savasság tartományában következik be, gyakran 1-2 egység.
- A munkamérési intervallum növelésére pH alkalmaz univerzális indikátor, amely több mutató keveréke. Az univerzális indikátor folyamatosan változtatja a színét a pirosról a sárgára, zöldre, kékre a lilára, amikor savas területről lúgosra vált. Definíciók pH Az indikátor módszer zavaros vagy színes oldatok esetén nehéz.
- Speciális eszköz használata - pH-méter - mérést tesz lehetővé pH szélesebb tartományban és pontosabban (akár 0,01 egység pH), mint a mutatókkal. Ionometrikus meghatározási módszer pH egy galvánkör EMF-jének millivoltméteres ionométerrel történő mérésén alapul, amely üvegelektródát tartalmaz, amelynek potenciálja az ionok koncentrációjától függ H+ a környező megoldásban. A módszer nagy pontossággal és kényelemmel rendelkezik, különösen az indikátorelektróda kiválasztott tartományban történő kalibrálása után pH, amely lehetővé teszi a mérést pHátlátszatlan és színes oldatok, ezért gyakran használják.
- Analitikai térfogati módszer — sav-bázis titrálás- pontos eredményeket ad az oldatok savasságának meghatározására is. Ismert koncentrációjú oldatot (titrálószert) csepegtetünk a vizsgálandó oldathoz. Amikor összekeverednek, kémiai reakció. Az ekvivalenciapontot - azt a pillanatot, amikor a titrálószer pontosan elegendő a reakció befejezéséhez - indikátor segítségével rögzítik. Ezt követően, ha ismert a hozzáadott titrálóoldat koncentrációja és térfogata, meghatározzuk az oldat savasságát.
- pH:
0,001 mol/l HCl 20 °C-on van pH=3, 30 °C-on pH=3,
0,001 mol/l NaOH 20 °C-on van pH=11,73, 30 °C-on pH=10,83,
A hőmérséklet hatása az értékekre pH magyarázza a hidrogénionok eltérő disszociációját (H +), és ez nem kísérleti hiba. A hőmérsékleti hatás nem kompenzálható elektronikusan pH-méter.
A pH szerepe a kémiában és a biológiában.
A környezet savassága fontos a legtöbb kémiai folyamathoz, és egy-egy reakció előfordulásának lehetősége vagy eredménye gyakran függ attól, pH környezet. Egy bizonyos érték megtartása érdekében pH a reakciórendszerben a laboratóriumi vizsgálatok során vagy a gyártás során pufferoldatokat használnak a közel állandó érték fenntartására pH ha hígítják, vagy ha kis mennyiségű savat vagy lúgot adnak az oldathoz.
Hidrogén indikátor pH gyakran használják különféle biológiai közegek sav-bázis tulajdonságainak jellemzésére.
A biokémiai reakciók szempontjából nagy jelentősége van az élő rendszerekben előforduló reakcióközeg savasságának. A hidrogénionok koncentrációja az oldatban gyakran befolyásolja a fehérjék és nukleinsavak fiziko-kémiai tulajdonságait és biológiai aktivitását, ezért a sav-bázis homeosztázis fenntartása a szervezet normális működése szempontjából kiemelten fontos feladat. Az optimális dinamikus karbantartása pH biológiai folyadékok a szervezet pufferrendszereinek hatására érhetők el.
Az emberi szervezetben a különböző szervekben a pH-érték eltérő.
|
Néhány jelentés pH. |
|
|
Anyag |
|
|
elektrolit az ólom akkumulátorokban |
|
|
Gyomorlé |
|
|
Citromlé (5%-os citromsav oldat) |
|
|
étkezési ecet |
|
|
Coca Cola |
|
|
Almalé |
|
|
Bőr egészséges ember |
|
|
Tiszta víz 25°C-on |
|
|
Tengervíz |
|
|
Szappan (zsíros) kézre |
|
|
Ammónia |
|
|
Fehérítő (fehérítő) |
|
|
Tömény lúgoldatok |
|
Kellő időben az első tengervizes akvárium remekmű volt. 20 gallon volt tele üveg akvárium szilikon ragasztóval ragasztva. A szűrőrendszer pneumatikus homokszűrőkből állt. Az én feladatom az volt, hogy eltartsam két lakóját (Bew Gregory, a lányka - Stegastes leucostictus- és tengeri kökörcsin Condylactis) a lehető legboldogabbak (ami tapasztalatlanságom és korlátozott erőforrásaim miatt azt jelentette, hogy életben tartom őket). Nehéz feladat egy 9 évesnél 1964 volt. Mentorom, Mrs. Perry a Cobb Pets-től azt tanácsolta, hogy ellenőrizzem a víz fajsúlyát és a pH-t. A fajsúly meglehetősen egyszerű volt (csak dobjon egy hidrométert az akváriumba, és jelöljön meg egy bizonyos szintet, amikor friss vizet adtunk hozzá), de a pH egy kicsit bonyolultabb. Ezt a paramétert úgy tesztelték, hogy színes folyadékot adtak az akváriumi vizes palackhoz. Mintha varázsütésre megváltozott volna a vízminta színe, majd összehasonlították a színes négyzetekből álló összehasonlító táblázat segítségével. Az első tesztem eredményei szerint hozzá kellett tennem szódabikarbóna a pH-szint emelésére. Kötelességtudóan meg is tettem – semmi változás. Addig folytattam a folyamatot, amíg hozzá nem adtam az egész csomag szódabikarbónát.
Soha nem fogom megtudni, mi okozta a halaim és a kökörcsin halálát, de az eset közvetlenül a leírt epizód után történt. Amellett, hogy kedvenceim számára minden nagyon szomorúan végződött, a helyzet számomra pusztítóvá vált. Minden munkám, amiért hetente egy dollárt kaptam, a lefolyóban volt. A helyzetet rontotta, hogy én voltam a felelős a lakók haláláért. Az udvarunkban folyó patak páfrányokkal borított partjára temettem őket. Most úgy gondolom, hogy a folyékony reagens lejárt, ezért az eredmények tévesek voltak. Nagyon tanulságos lecke volt.
A helyzet nem sokat változott az évek során. E kulcsfontosságú paraméter jelentőségének és a mutatók ellenőrzési módjainak nem ismerete, a helyes értelmezés és a szükséges intézkedések hiánya szomorú következményekhez vezethet és fog vezetni. Ami jelentősen megváltozott, az a pH-mérési módszerek és műszerek piaci elérhetősége és megfizethetősége. Ebben a cikkben megvizsgálunk néhányat, összehasonlítva előnyeiket és hátrányaikat.
pH meghatározása
A pH egy anyag savas vagy lúgos jellegének értékelése, egy 0-tól 14-ig terjedő skálán kifejezve, ahol a 0 nagyon savas, a 14 pedig nagyon lúgos. Semleges környezet (nem savas és nem lúgos) - 7-es mutató ezen a skálán. Savas pH-értékeken a hidrogénionok, lúgos körülmények között a hidroxidionok dominálnak.1. ábra A pH-skála logaritmikus, amely a hidrogénionok aktivitási fokát mutatja.
A forrástól függően a pH jelentése "hidrogén potenciál" vagy a francia "pouvoir hydrogène" kifejezés, ami "hidrogén energiáját" jelenti.
A pH mérés jelentősége
A pH a folyadékok jellemzője (esetünkben), amely befolyásolja azokat kémiai összetétel, különösen az oldhatóság tápanyagok(na jó, ha nem vittük túlzásba). Az alacsony pH-érték a potenciálisan mérgező nehézfémeket oldhatóvá teheti. A pH befolyásolja az enzimaktivitást (előnyös pH-tartományuk van). A magas pH képes feloldani a sejt lipidmembránjait. Nál nél vízi élőlények van egy előnyös pH-tartomány is. Rövid áttekintés A pH-értékek különböző környezetekben (amelyek az akvaristák számára érdekesek) az 1. táblázatban láthatók.| pH forrás | pH |
|---|---|
| Rio Negro folyó | 5.1 |
| Esővíz | 5.6 |
| Amazon folyó (könnyű víz) | 6.9 |
| Tiszta (ivó)víz | 7 |
| Tengervíz | 8.2 |
| Tanganyika-tó (felszín) | 9 |
pH mérés
A pH meghatározásának többféle módja van. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. Kezdjük a legolcsóbbal.Lakmusz papír
A lakmusz egy zuzmóból nyert anyag (a név az óskandináv litmosi szóból ered, ami "festéket" és "mohát / zuzmót" jelent). Ez a lakmuszszármazék előre láthatóan megváltoztatja a színét, ha különböző pH-szinteknek van kitéve. Ez az érzékenység teszi a lakmusz egyszerű és olcsó módszert a pH meghatározására. A lakmuszpapír olyan papír, amelyhez ezeket a vízben oldódó színezékeket adták, és a lakmuszpapír vízmintába való bemerítése által okozott színváltozás savas vagy lúgos környezetet jelez. A pH mérés működési tartománya körülbelül 5-8. A színváltozási tesztet teljes spektrumú megvilágítás mellett kell elvégezni.
2. ábra. A lakmuszpapír egy olcsó, de közelítő módszer a pH mérésére.
Előnyök: olcsó (kb. 5 USA). Gyors, könnyen használható.
Hátrányok: hozzávetőleges számokat ad. Az eredményt befolyásolja a vízminta színe, a redukálószerek és az oxidálószerek. Az eredmények értelmezése éles látást igényel. A reagens eltarthatósági ideje korlátozott.
Indikátor festékek
Nagyon kevés ilyen pH-mutató létezik. Megvásárolhatja őket por vagy folyékony formában. Általában a titrálást magában foglaló elemzéseknél használják. Az alábbiakban bemutatjuk néhányuk jellemzőit:
Fenolftalein: sav/lúg indikátor, amely savas környezetben színtelenné, lúgos környezetben rózsaszínes-vörössé válik. Mérési tartomány ~8,3-10.
Metilnarancs (heliantin, savas azofesték): 3,7 körüli pH-értéknél sárgáról vörösre változtatja a színét.
Meta-krezol ibolya: 7,4-nél narancssárga, magasabb pH-n (kb. 8,8-ig) lilára változtatja a színét.
Brómtimolkék: kék 7,5-nél, zöldes ~6,2-6,8-nál és sárga 6 körül.
Sokoldalú indikátor: Több indikátort kombinál, hogy lehetővé tegye a pH széles tartományának értékelését.
3. ábra. Ez az API pH-tesztje meta-krezolibolyát használ indikátorként.
Kívánatos a színváltozást természetes fényben fehér alapon értékelni.
Előnyök: Viszonylag olcsó (~10 USD) Egyes színezékek más vizsgálatokhoz (pl. lúgosság) is használhatók pH-elektróda használata nélkül, ha reagenst használunk.
Hátrányok: Ugyanaz, mint a lakmuszpapírnál. Az egyes színezékek pH-értéke korlátozott. Az eredményeket befolyásolhatja a tesztfolyadék zavarossága és/vagy színe. Az összehasonlítást fehér alapon, teljes spektrumú megvilágítás mellett kell elvégezni. A reagensek eltarthatósági ideje korlátozott – a lejárati dátumon jelölést kell feltüntetni.
pH-elektródák
Tudom, hogy a kezdő akvaristák nehezen tudják elképzelni, de 30 évvel ezelőtt Európán kívüli akvaristák alig hallottak pH-elektródák használatáról. A helyzet az 1980-as években megváltozott, amikor egy német cég (Dupla GmbH) korszerű berendezéseket kezdett exportálni Észak Amerika. Ma mindenhol pH-mérőt használnak. Az eszközök elérhetősége és a gyártók közötti verseny hozzájárult ahhoz, hogy az ár meglehetősen megfizethetővé vált.
A pH-elektróda egy szelektív hidrogénion (H+) érzékelő. A pH-elektródák valójában két elektródát használnak, egy szondát (indikátorelektródát) és egy referenciaelektródát. Általában ez a két elektróda az elektróda egyetlen házában ("test") található. Az elektródatest végén a szonda vékony, hidrogénre érzékeny üvegréteggel rendelkezik. A szonda feszültsége a hidrogénionok aktivitásától függően változik (savas környezetben a feszültség nő, lúgos környezetben csökken). A referenciaelektróda állandó feszültséget biztosít, amivel meghatározzuk a szondával a különbséget. A teljes mV választ egy mérőműszerre (mérőóra) küldik, ahol pH értékké alakítják át.
Az érzékelő szerkezete és terminológiája
A pH-elektródák működésének megértéséhez meg kell érteni néhány olyan kifejezést, amelyeket mind a kialakításának leírására, mind másokra használnak.
Ház (elektródatest): üreges cső, amely a pH-elektróda munkarészeit tartalmazza. A test készülhet üvegből vagy vegyileg ellenálló műanyagból, például poliészterimidből.
Puffer: Esetünkben savas, semleges vagy lúgos pH-t mutató standard oldatot használunk a pH-mérő kalibrálásához. Az azonosítás megkönnyítése érdekében néhány pufferoldat színkóddal van ellátva.
Kalibrálás: Az analitikai műszer kalibrációjának ellenőrzésének vagy beállításának folyamata.
Csatlakozás (kötés, forrasztás): Két rész kombinációja; ebben az esetben a vizsgálati anyag és a kontroll belső oldat. A csatlakozások abból készülnek különféle anyagok; Az anyagoknak porózusnak kell lenniük, hogy a kontrolloldat áthaladhasson. Általában kerámiát, szövetet és hasonlókat használnak. Vannak egy-, két- és gyűrűs csatlakozású elektródák.
Fritt: Részben megolvadt üveg vagy kerámia, néha kötésként használják.
ATC: Automatikus hőmérséklet-kompenzáció. Mivel az oldat pH-ja hőmérsékletfüggő, az ATC korrigálja a hőmérséklet hatásait. Az ATC hőmérséklet-érzékelőt igényel, amely az elektródába építhető az üvegbura közelében.
Referenciaelektróda: Ismert, állandó feszültséget biztosító elektróda; általában klór-ezüst huzalból készülnek és puffer elektrolittal töltik meg.
Szonda: Klór-ezüst huzal csőben, pH-érzékeny üvegburával a végén.
4. ábra: pH-elektróda belső részletei.
Az egyértelműség kedvéért a törékeny üveglombikot körülvevő védőburkolat (kupak) nincs feltüntetve.
Egyes pH-elektródák oldalán van csatlakozás
Többféle elektróda létezik. Néhány, általában régebbi elektróda (tapasztalataim szerint ritkán látható) két különálló házból áll. Jelenleg a legtöbb elektróda kombinált érzékelő, ahol az anód és a katód külön-külön, egyetlen házban található. Az üvegbura alakja gyakran meghatározza, hogy az elektróda mit fog mérni. A gömblombikok nagy felületükkel kiválóan alkalmasak többcélú (univerzális) mérésekre vízi környezetben. Az Erlenmeyer-lombikok képesek behatolni a félszilárd anyagokba (például húsok és egyéb élelmiszerek) és a talajba. A pH mérésére lapos üveg "lombikok" használhatók különböző típusok bőr stb. Egyes elektródák újrafelhasználhatók, míg mások nem, kémiai gélekkel vannak feltöltve. Egyes elektródák eltávolítható (cserélhető) csatlakozásokkal és szondákkal rendelkeznek.
A pH-mérők rövid áttekintése
Áttekintésünk a Hanna Instruments (Woonsocket, Rhode Island, USA) által gyártott pH-mérőkre összpontosít. A Hanna 1978 óta van a piacon, és ma több mint 3000 termékváltozatot kínál ügyfeleinek szerte a világon. A cég egyes termékei érdekesek az akvaristák számára.A jelen áttekintésben szereplő összes Hanna pH-mérőt kalibrációs pufferrel, elektródatisztító oldattal és tokkal szállítjuk. Kezdjük áttekintésünket ezzel:
pH-ellenőrző (HI98103)
5. ábra. Megfizethető pH-ellenőrző a Hanna Instruments-től.
A HI98103 Checker® belépő szintű pH-mérő értékes kiegészítője lesz sok akvarista eszköztárának. A készülék 0,1 pH-egységet kínál. felbontás megfizethető áron. A megfizethető ár annak köszönhető, hogy a készülék mindössze két kalibrációs pontot (pH 4,01 és 7,01 vagy 7,01 és 10,01) kínál automatikus hőmérséklet-kompenzáció (ATC) vagy hőmérséklet mérési lehetőség nélkül. Mivel általában javasolt, hogy a kalibrációs pontok tükrözzék a várható pH-értéket, ez az eszköz jobban megfelel a savas környezetet utánzó édesvízi rendszerekhez, például az Amazonas biotópjaihoz (annak ellenére, hogy minden bizonnyal képes mérni a zátonyokra jellemző pH-értékeket és afrikai sügérrel rendelkező rendszerek, bár kisebb pontossággal a mindössze két kalibrációs pont miatt). Az elektróda cserélhető, a csatlakozás papírból készült.Tartomány: 0-14 egység
Felbontás: 0,1 egység
Pontosság: ±0,2 egység
Kalibrációs pontok (beosztás): Kettő; pH 4,01, 7,01 vagy 10,01
Automatikus hőmérséklet-kompenzáció: Nem
Hőmérséklet mérés/kijelzés: Nincs
Cserélhető szonda: Igen
Elektróda átmérő: 8 mm (~5/16")
LCD mérete: 3/8" (~10 mm)
Elem: 1-CR2032; erőforrás kb 1000 h.
pHep pH- és hőmérsékletérzékelő (HI98107)
6. ábra pHep készülék kalibrációs pufferrel a házában.
A HI98107 pHep pH- és hőmérsékletmérő a pH-ellenőrző (fentebb leírt) modernebb változata. Amellett, hogy szinte minden akvárium pH-értékét meghatározza - az Amazonas biotóptól a zátonyig - a készülék a hőmérsékletet automatikus hőmérséklet-kompenzációval (ATC) is méri. A készülék két kalibrációs puffert (4,01 és 7,01) tartalmaz egy elérhető harmadik - (10.01, ami zátonyakváriumokhoz ajánlott). A csatlakozás papírból készül. Az elektróda nem cserélhető.Tartomány: 0-14 egység
Felbontás: 0,1 egység
Pontosság: ±0,1 egység
Kalibrációs pontok: három; pH 4,01, 7,01 és 10,01 (4,01 és 10,01 bemutatva)
Cserélhető érzékelő: Igen
LCD mérete: 0,3125" vagy ~8mm
Elem: 1-CR2032; körülbelül 800 óra.
pHep5 vízálló pH- és hőmérsékletérzékelő (HI98128)
7. ábra A pHep számos funkciót kínál: pH- és hőmérsékletmérés, ATC; És lebeg a víz felszínén!
A HI98128 pHep 5 pH-mérő Hanna legfejlettebb zseb-pH-mérője. A készülék 0,01 egység felbontást kínál. ±0,05 pontossággal és automatikus hőmérséklet-kompenzációval. A készülék vízálló és a víz felszínén lebeg. A műszer rugalmas megközelítést kínál a fontos mérésekhez, mint pl képes felismerni 5 különböző kalibrációs puffert.Tartomány: -2-16 egység
Felbontás: 0,01 egység
Pontosság: ±0,05 u
Kalibrációs pontok: Két lehetőség: 4.01, 7.01, 10.01 vagy 6.86, 9.18.
Automatikus hőmérséklet-kompenzáció: Igen
Hőmérséklet kijelzés: Igen, °F vagy °C állítható be, ±0,5 °C pontossággal.
Cserélhető szonda: Igen
LCD mérete: 0,3125" vagy ~8 mm (karakterméret)
Akkumulátor: 4-1,5 V-os akkumulátorok; körülbelül 300 óra.
HALO vezeték nélküli terepi pH-mérő (HI12302)
8. ábra A piac talán legfejlettebb pH-elektródája, a HALO vezeték nélküli elektróda.
A HI12302 Halo Field pH Meter egy érdekes mérő, amely rengeteg lehetőséget kínál. Először is ez egy vezeték nélküli pH-elektróda, amely Bluetooth-on keresztül vezérelhető Android vagy iOS eszközökről. Még a bizonytalan felhasználóknak sem kell aggódniuk. Tapasztalataim szerint a beállítás hihetetlenül egyszerű. Megnyitottam a Hanna Instruments weboldalát, követtem a HALO linket, és letöltöttem az alkalmazást az okostelefonomra. Az alkalmazás telepítése után (ingyenes letöltés, körülbelül 2 percet vesz igénybe), megnyitottam az alkalmazást, és a szoftver felismerte a HALO pH elektródámat. Ezután már csak a megfelelő ikonokat kell kiválasztani az elektróda kalibrálásához, a grafikus adatok megjelenítéséhez, az érzékelő adatok megtekintéséhez stb. Őszintén hiszem, hogy nem is lehetne könnyebb. A szoftver másodpercenként méri a pH-t és a hőmérsékletet. Az adatnaplózás biztosítja az elektróda azonosítóját, a kalibrálás dátumát, a kalibrációs pontokat, a kalibrációs görbét, a mérés dátumát és időpontját, pH-t, hőmérsékletet, millivoltokat stb. (Lásd 9-11. ábra).A szonda lehetőségek közé tartozik a gömb alakú (univerzális és a vízi környezet), kúpos (élelmiszerekhez, félszilárd anyagokhoz, talajhoz stb.) és lapos csúcshoz (bőrhöz, papírhoz stb.) A poliéterimidből (PEI) készült HALO műanyag ház élelmiszerrel való érintkezésre engedélyezett, és immunis mindenre, ami a hűtőben használható használhatja (kivéve, ha teljesen "kikerült a körből", és aromás és/vagy részben halogénezett oldószereket adagol a rendszerébe).
Tartomány: 0-14 egység
Felbontás: felhasználó által konfigurálható: 0,1, 0,01 vagy 0,001 egység.
Pontosság: ±0,005 egység
Kalibrációs pontok: hét; pH 1,68, 4,01, 6,86, 7,01, 91,8, 10,01 és 12,45.
Automatikus hőmérséklet-kompenzáció: Igen
Csere szonda: Nincs
Elektróda átmérő: 12 mm (~1/2")
Adatnaplózás: Igen
Akkumulátor: lítium akkumulátor, 500 óra.
10. ábra Adatnaplózási módban a HALO elektródával kapott pH értékek táblázatos formában vagy…
11. ábra ... grafikon formájában. Jegyzetek készíthetők, és az adatok átvihetők Excel-táblázatokba.
Itt ellenőrizheti, hogy telefonja vagy táblagépe HALO kompatibilis-e: http://hannainst.com/halo
További információ a Hanna Instruments termékeiről itt található: http://hannainst.com
Minden Hanna szondára és elektródára 6 hónap garancia vonatkozik.
Egyéb megfontolások
Most röviden beszélek más szempontokról, amelyeket figyelembe kell vennie pH-mérő vagy elektróda vásárlásakor.Csatlakozók (adapterek)
A külön elektródákkal ellátott pH-mérő eszközöket csatlakozóval kell a műszerhez csatlakoztatni (kivéve, ha beszélgetünk vezeték nélküli kapcsolattal rendelkező eszközökről, mint például a Hanna HALO.) Bár a szempont csekélynek tűnik, ennek hosszú távú és esetleg költséges következményei lehetnek. Egyes gyártók speciális csatlakozókat használnak elektródáik folyamatos használatának és vásárlásának biztosítására. A legelterjedtebb a Bayonet Neill-Concelman (BNC) gyorscsatlakozó. Az amerikai csatlakozó kevésbé gyakori. Egyes Európában gyártott készülékek S7 csatlakozót használnak.
Kapcsolatok
A pH-elektródában található csomópont két világ – az érzékelő belső megoldása és a vizsgált minta – metszéspontja (találkozása). Vannak speciális kifejezések a vegyületek, szerkezetük és geometriájuk leírására. Amint azt tárgyaltuk, a csatlakozások lehetővé teszik, hogy az elektróda vezérlőoldat belépjen a tesztoldatba. E tekintetben szennyeződésnek, eltömődésnek vannak kitéve, különösen olajos minták, illetve magas fehérjetartalmú minták vagy szuszpenziók (zagyos oldatok) esetében. Egyes elektródák szöveti kapcsolatot használnak. A drágább elektródák porózus kerámia anyagokat használnak. Egyes csatlakozások PTFE (politetrafluor-etilén) műanyagból készülnek, és zord környezetben való használatra tervezték, beleértve a magas szénhidrogéntartalmú környezetet is. A PTFE illesztései néha meglehetősen nagyok, és üvegbura körüli gyűrűre hasonlítanak (a kerámia illesztései általában kicsik, csak körülbelül 1 mm átmérőjűek). Bármely csatlakozás szennyeződhet.
Szerencsére a zátonyakváristák számára megfelelőek az univerzális pH-szondák szövet vagy kerámia csatlakozással.
pH-elektródák tisztítása
Mindig érdemes emlékezni arra, hogy az elektródák kutatási eszközök és megfelelő gondozást igényelnek. És bár a műanyag test meglehetősen strapabíró, az üvegbura nagyon sérülékeny - a gondatlan kezelés azt eredményezheti, hogy eltörik. A csak alkalmanként használt elektródák nem igényelnek gyakori tisztítást; Ha azonban az elektródája tartósan „biolevesbe” van merülve (mint egyes akváriumokban), az akvaristáknak azt tanácsoljuk, hogy rendszeresen tisztítsák meg az elektródát. Előfordul, hogy a szondát biológiai szennyeződés és fehérje borítja. A táp (és a búvárszivattyúk katasztrofális meghibásodása) zsírt ad az akváriumvízhez, ami szintén hozzájárul az elektróda elszennyeződéséhez. Szerencsére a tisztító megoldások segítenek fenntartani az elektródák működőképességét. Kövesse a gyártó utasításait. Ne dörzsölje az elektródát – mindig törölje szárazra a statikus kisülés megelőzése érdekében.
Tölthető és nem tölthető gélelektródák
Egyes elektródák speciálisan elkészített oldatokkal újratölthetők, míg más elektródák géllel tölthetők. Általában a gélérzékelők lassabban reagálnak a pH változásaira. A legtöbb akváriumi használatra tervezett érzékelő géllel van feltöltve.
Kalibráció
A pH-elektróda megfelelő kalibrálása a pontos eredmények előfeltétele. A folyamat leegyszerűsödik, ha a műszer automatikus hőmérséklet-kompenzációt (ATC) kínál. A 12-14. ábrák példákat mutatnak be a hőmérséklet kalibrációs standardra (referencia) gyakorolt hatására.
12. ábra: A hőmérséklet hatása a 4,01 kálium-hidroftalát pufferre.
13. ábra: A hőmérséklet hatása a kálium-dihidrogén-foszfát/dihidrogén-foszfát puffer pH-jára (6,865). Szerencsére a szobahőmérséklet kalibrálása meglehetősen pontos, ha nem ATC műszert használnak.
14. ábra Ennek a puffernek a pH-ját (nátrium-hidrogén-karbonát/nátrium-karbonát) befolyásolhatja a hőmérséklet (egy másik eset az ATC eszköz használatához.) A légkörből származó szén-dioxid idővel megtámadja az oldatot.
A pH-elektróda megfelelő kalibrálása egy kis türelmet és a részletekre való odafigyelést igényel. Az új jelátalakítókat megfelelően hidratálni kell (lásd a műszer utasításait). Annak ellenére, hogy egypontos kalibrálás lehetséges, kívánatos egy 2 pontos kalibrálást végezni (amely között a várható pH-értéknek esnie kell). Zátonyakváriumokhoz használjon 7.01-es és 9-es vagy 10-es puffereket. Kérjük, vegye figyelembe, hogy egyes műszerek képesek automatikusan felismerni a puffereket, ezért speciális megoldásokat igényelnek. Kalibrálás előtt ellenőrizze az elektródát, hogy nem sérült-e (különösen az üvegburán). Az üvegburán nem lehet bioszennyeződés. Ha rendelkezésre áll, használjon a gyártó által javasolt tisztítóoldatot. A megfelelő tisztítás eltávolítja a bioszennyeződést, zsírt, fehérjeszennyeződést stb. Az elektródát, ha újratölthető, a gyártó által javasolt oldattal kell feltölteni. Ha az elektróda tiszta és jó állapotban van, helyezze az első kalibráló oldatba. Győződjön meg róla, hogy az elektróda üvegburája és a csatlakozója teljesen bemerül a kalibráló oldatba (én 30 mm-es főzőpoharat használok, ahol 7 mm-es puffer elegendő a kalibráláshoz). Az oldatot erőteljesen keverjük az elektródával (ha nem áll rendelkezésre mágneses keverő), és várja meg, amíg az elektróda és az oldat hőmérséklete egyenlő lesz. Írja be az értéket a műszer memóriájába (általában a gombot kell megnyomni, amikor a műszer kalibrációs üzemmódban van). Öblítse le az elektródát desztillált vízzel, és törölje szárazra papírtörlővel (lehetőleg laboratóriumi törlőkendővel, például Kimwipes-szel). SOHA NE törölje le az elektródákat papírral - statikus elektromosság keletkezhet, ami befolyásolhatja a kalibrációt és ezáltal a leolvasást. Egyetlen kalibrációs pont esetén a folyamat befejeződött. 2 vagy 3 kalibrációs pont esetén az eljárást meg kell ismételni. Vízminta pH-értékének mérésekor az oldatot kézzel vagy keverővel keverje meg, és hagyjon időt a hőmérséklet-kompenzációra. A laboratóriumi gyakorlatban javasolt a pH és a hőmérséklet rögzítése.
A kalibrációs pufferek öregítése
A legtöbb vegyszerhez hasonlóan a pH-pufferek is idővel romlanak. Egyes puffereket úgy gyártják, hogy ellenálljanak a változásoknak és hosszú (több év) eltarthatósággal rendelkezzenek. Olyan puffereket válasszunk, amelyeknek a csomagolásán a lejárati ideje szerepel. A karbonát pufferek eltarthatósága általában rövidebb, mint a lúgos vagy savas puffereké, mivel a levegőben lévő szén-dioxidnak vannak kitéve. Azokat a puffereket, amelyek a kalibrálás során érintkezésbe kerültek az elektródával, el kell dobni. Ha észreveszi, hogy a puffer penészesedik (általában körülbelül 4 puffer), dobja ki. Ne használjon puffereket az akvárium pH-értékének korrigálására.
A pH-elektródák tárolása
A pH-érzékelőket megfelelően tárolja. A legfontosabb, hogy az üvegburának hidratáltnak kell maradnia. Másodszor, a törzsoldat nem engedheti meg az ozmózist maga az oldat és a belső oldat/elektród gél között. Ezenkívül tartalmaznia kell egy antimikrobiális komponenst, amely megakadályozza a penész megjelenését és a szennyeződést.
A szükséges pH-kalibrációs pufferek, törzsoldatok és tartozékok itt találhatók: http://hannainst.com/ph-solutions
Hanna Instruments pH blogok és források
1.2. pH-elektróda útmutatók és ellenőrző listák
3. A 10 leggyakoribb hiba a pH-mérésben
4.
