Sistemul de sprijin de stat
unitatea de măsură

TITURI STANDARD PENTRU GĂTIT
SOLUȚII TAMPON -
STANDARDE DE LUCRU pH 2 și a 3-a DESCARCARE

Caracteristici tehnice și metrologice

Metode de determinare a acestora

Moscova Standardinform 200 8

cuvânt înainte

Obiectivele, principiile de bază și procedura de bază pentru realizarea lucrărilor privind standardizarea interstatală sunt stabilite de GOST 1.0-92 „Sistemul de standardizare interstatală. Dispoziții de bază” și GOST 1.2-97 „Sistem de standardizare interstatală. Standarde, reguli și recomandări interstatale pentru standardizarea interstatală. Ordinea de dezvoltare, adoptare, aplicare, actualizare și anulare "

Despre standard

1 DEZVOLTAT de Întreprinderea Unitară Federală de Stat „Institutul de Cercetare a întregului Rus de Măsurări Fizice, Tehnice și Radiotehnice” (FSUE „VNIIFTRI”) a Agenției Federale pentru Reglementare Tehnică și Metrologie

2 INTRODUS de Agenția Federală pentru Reglementare Tehnică și Metrologie

3 ADOPTAT de Consiliul Interstatal de Standardizare, Metrologie si Certificare (Procesul verbal nr. 26 din 8 decembrie 2004)

Numele scurt al țării conform MK (ISO 3166) 004-97	Cod de țară conform MK (ISO 3166) 004-97	Numele prescurtat al organismului național de standardizare
Azerbaidjan		Azstandard
Bielorusia		Standard de stat al Republicii Belarus
Kazahstan		Standard de stat al Republicii Kazahstan
Kârgâzstan		Kârgâzstandart
Moldova		Moldova-Standard
Federația Rusă		Agenția Federală pentru Reglementare Tehnică și Metrologie
Tadjikistan		Tajikstandart
Uzbekistan		Uzstandard

4 Prin ordinul Agenției Federale pentru Reglementare Tehnică și Metrologie din 15 aprilie 2005 nr. 84-st, standardul interstatal GOST 8.135-2004 a fost pus în aplicare direct ca standard național Federația Rusă din 1 august 2005

6 REVIZUIRE. decembrie 2007

Informațiile privind intrarea în vigoare (încetarea) acestui standard și modificările aduse acestuia sunt publicate în indexul „Standarde naționale”.

Informațiile despre modificările aduse acestui standard sunt publicate în indexul (catalog) „Standarde naționale”, iar textul modificărilor - în panouri informative „Standarde naţionale”. În cazul revizuirii sau anulării acestui standard, informațiile relevante vor fi publicate în indexul de informații „Standarde naționale”

STANDARD INTERSTATAL

Data introducerii - 2005-08-01

1 domeniu de utilizare

Acest standard se aplică titrurilor standard, care sunt cântăriri precise ale substanțelor chimice în flacoane sau fiole, destinate preparării soluțiilor tampon cu anumite valori ale pH-ului și stabilește caracteristicile tehnice și metrologice și metodele de determinare a acestora.

2 Referințe normative

Acest standard folosește referințe normative la următoarele standarde:

3.4 Titrurile standard sunt realizate cu cantități cântărite de substanțe chimice necesare pentru prepararea a 0,25; 0,50 și 1 dm 3 soluție tampon. Masa nominală a unei probe de substanță necesară pentru prepararea a 1 dm 3 dintr-o soluție tampon este dată în tabel.

tabelul 1

	Substanțe chimice incluse în titrul standard	Greutatea nominală a probei m nom incluse în titrul standard, pentru prepararea a 1 dm 3 soluție tampon 1, g	Valoarea nominală a pH-ului soluției tampon la 25 °C 2)
	× 2H2O	25,219	1,48
	Tetraoxalat de potasiu 2-apă KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H2O	12,610	1,65
	Hidrodiglicolat de sodiu C4H5O5Na	7,868	3,49
	Hidrotartrat de potasiu KNS 4 H 4 C 6	9,5 3)	3,56
	Hidroftalat de potasiu KNS 8 H 4 O 4	10,120	4,01
	Acid acetic CH3COOH Acetat de sodiu CH 3 COONa	6,010 8,000	4,64
	Acid acetic CH3COOH Acetat de sodiu CH 3 COONa	0,600 0,820	4,71
	Fosfat de piperazină C 4H10N2H3PO4	4,027	6,26
	Fosfat monohidrogen de sodiu Na2HPO4	3,3880 3,5330	6,86
	Dihidrofosfat de potasiu KH 2 RO 4 Fosfat monohidrogen de sodiu Na2HPO4	1,1790 4,3030	7,41
	Dihidrofosfat de potasiu KH 2 RO 4 Fosfat monohidrogen de sodiu Na2HPO4	1,3560 5,6564	7,43
	Tris 4) (HOCH2)3 CNH2 Tris 4) clorhidrat (HOCH 2) 3 CNH2HCl	2,019 7,350	7,65
	Tetraborat de sodiu 10-apos Na2B4O7 × 10H2O	3,8064	9,18
	Tetraborat de sodiu 10-apos Na2B4O7 × 10H2O	19,012	9,18
	bicarbonat de sodiu Na2CO3 Acid carbonat de sodiu NaHC03	2,6428 2,0947	10,00
	Hidroxid de calciu Ca (OH) 2	1,75 3)	12,43
1) Pentru a prepara o soluție tampon cu un volum de 0,50 și 0,25 dm 3, masa unei probe de substanță trebuie redusă cu un factor de 2, respectiv 4. 2) Dependența valorilor pH-ului soluțiilor tampon de temperatură este dată în anexă. . 3) Probă pentru prepararea unei soluții saturate. 4) Tris-(hidroximetil)-aminometan.

3.5 Greutățile substanțelor cântărite în titruri standard trebuie să corespundă valorilor nominale cu o toleranță de cel mult 0,2%. Greutățile substanțelor cântărite în titruri standard pentru prepararea soluțiilor saturate de hidrotartrat de potasiu și hidroxid de calciu trebuie să corespundă valorilor nominale cu o toleranță de cel mult 1%.

3.6 Soluțiile tampon preparate din titruri standard trebuie să reproducă valorile nominale ale pH-ului prezentate în tabel.

Abaterile permise de la valoarea nominală a pH-ului nu trebuie să depășească:

± 0,01 pH - pentru soluții tampon - standarde de pH de lucru din categoria a 2-a;

± 0,03 pH - pentru soluții tampon - standarde de pH de lucru din categoria a 3-a.

3.7 Se permite producerea titrurilor standard sub formă de porțiuni cântărite de pulberi de substanțe chimice și sub formă de soluții apoase ale acestora (titruri standard cu acid acetic - numai sub formă de soluții apoase), ambalate în flacoane închise ermetic sau închise în fiole de sticlă.

Pentru prepararea soluțiilor apoase, se utilizează apă distilată conform GOST 6709.

3.8 Cerințe pentru ambalarea, ambalarea, etichetarea și transportul titrurilor standard - conform specificațiilor pentru titruri standard specifice.

3.9 Documentația operațională pentru titlurile standard trebuie să conțină următoarele informații:

Scop: categoria (a 2-a sau a 3-a) de standarde de pH de lucru - soluții tampon preparate din titruri standard;

Valoarea nominală a pH-ului soluțiilor tampon la 25 °С;

Volumul soluțiilor tampon în decimetri cubi;

Metodologia (instrucțiunea) pentru prepararea soluțiilor tampon din titruri standard, elaborată în conformitate cu anexa la prezentul standard;

Titrul standard de valabilitate.

4 Metode de caracterizare a titrurilor standard

4.1 Numărul de probenpentru a determina caracteristicile fiecărei modificări, titrurile standard sunt selectate în funcție de GOST 3885 în funcție de volumul lotului de titruri standard din această modificare, dar cel puțin trei mostre de titruri standard în fiole (pentru determinarea pH-ului) și cel puțin șase probe în flacoane (3 - pentru determinarea masei, 3 - pentru determinarea pH-ului).

4.2 Mijloacele de măsurare utilizate trebuie să aibă certificate de verificare (certificate) cu o perioadă de verificare valabilă.

4.3 Măsurătorile se efectuează în condiții normale:

temperatura aerului ambiant, °С 20 ± 5;

umiditatea relativă a aerului, % de la 30 la 80;

presiunea atmosferică, kPa (mm Hg) de la 84 la 106 (de la 630 la 795).

4.4 Greutatea cântărită a substanței chimice din flacon 1) este determinată de diferența dintre greutatea flaconului cântărit și greutatea flaconului curat gol. Măsurătorile greutății probei și ale fiolei sunt efectuate cu o eroare de cel mult 0,0005 g pe o balanță analitică (clasa de precizie nu mai mică de 2 conform GOST 24104).

1) Într-o fiolă de sticlă, greutatea probei din titrul standard nu este determinată.

4.4.1 Abaterea D i, %, masa probei din valoarea nominală a masei pentru fiecare dintre probe este determinată de formula

Unde m nom- greutatea nominală a unei probe dintr-o substanță chimică care face parte din titrul standard (vezi tabel);

i

m i- rezultatul măsurării maseii-a probă ( i = 1 ... n), G.

4.4.2 Dacă pentru cel puţin una dintre probe valoarea D iva fi mai mare de 0,2% (și pentru titrurile standard pentru prepararea soluțiilor tampon saturate - mai mult de 1%), atunci lotul de titruri standard din această modificare este respins.

4.5.1 Valoarea pH-ului soluției tampon - standardul de pH de lucru din categoria a 2-a, preparat din titrul standard, se determină folosind standardul de pH de lucru din categoria I (GOST 8.120) la o temperatură a soluțiilor tampon (25 ± 0,5) °C în conformitate cu metodele de realizare a măsurătorilor pH incluse în reguli standard de pH de lucru din categoria I.

4.5.1.1 Abaterea pH de la valoarea nominală ( D pH) i, determinat de formula

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

Unde i- numărul probei titrului standard;

pH nom - valoarea nominală a pH-ului soluției tampon conform tabelului;

pH i - rezultatul măsurării valorii pH-uluii-a probă ( i = 1 ... n).

4.5.1.2 Dacă valoarea ( D pH) ipentru fiecare dintre soluțiile tampon nu mai mult de 0,01 pH, atunci titrurile standard ale acestui lot sunt considerate adecvate pentru prepararea unui standard de pH de lucru din categoria a 2-a.

Dacă valoarea (D pH) ipentru fiecare dintre soluțiile tampon nu mai mult de 0,03 pH, atunci titrurile standard ale acestui lot sunt considerate adecvate pentru prepararea unui standard de pH de lucru din categoria a 3-a.

(DpH) i

4.5.4 Valoarea pH-ului soluției tampon - standardul de pH de lucru din categoria a 3-a, preparat din titrul standard, este determinat de pH-metrul de referință din categoria a 2-a (GOST 8.120) în conformitate cu manualul de operare pentru pH contor la o temperatură a soluțiilor tampon (25 ± 0,5) °С.

4.5.2.1 Abaterea pH de la valoarea nominală ( D pH) i determinat de .

4.5.2.2 Dacă valoarea ( D pH) ipentru fiecare dintre soluțiile tampon nu mai mult de 0,03 pH, atunci titrurile standard ale acestui lot sunt considerate adecvate pentru prepararea unui standard de pH de lucru din categoria a 3-a.

Dacă pentru cel puţin una dintre soluţiile tampon(DpH) iva fi mai mare de 0,03 pH, apoi măsurătorile se repetă pe dublul numărului de probe.

Rezultatele măsurătorilor repetate sunt finale. Dacă rezultatele sunt negative, lotul de titruri standard este respins.

anexa a
(obligatoriu)

Substanțele chimice pentru titruri standard se obțin prin purificarea suplimentară a reactivilor chimici cu o calificare de cel puțin grad analitic. Reactivii chimici de tip os.p. și ch.p. pot fi utilizați fără purificare suplimentară. Cu toate acestea, criteriul final pentru adecvarea lor pentru titrurile standard este valoarea pH-ului soluțiilor tampon preparate din titrurile standard. Pentru purificarea substanțelor, este necesar să se folosească apă distilată (denumită în continuare apă) cu o conductivitate electrică specifică de cel mult 5× 10 -4 cm × m -1 la o temperatură de 20 ° C conform GOST 6709.

A.1 Tetraoxalat de potasiu 2-apă KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H2O este purificat prin dublă recristalizare din soluții apoase la o temperatură de 50 °C. Se usucă într-un cuptor cu ventilație naturală la o temperatură de (55± 5) °С la masă constantă.

A.2 Hidrodiglicolat de sodiu (oxidiacetat) C4H5O5Na uscat la 110°C până la greutate constantă. Dacă nu este disponibil un reactiv chimic, atunci hidrodiglicolatul de sodiu se obține prin semi-neutralizarea acidului corespunzător cu hidroxid de sodiu. După cristalizare, cristalele sunt filtrate pe un filtru de sticlă poroasă.

A.3 Hidrotartrat de potasiu (tartrat de potasiu) KNS 4 H 4 O 6 se purifică prin dublă recristalizare din soluţii apoase; uscat în cuptor la o temperatură (110± 5) °С la masă constantă.

A.4 Hidroftalatul de potasiu (acid ftalat de potasiu) KNS 8 H 4 O 4 se purifică prin dublă recristalizare din soluții apoase fierbinți cu adăugare de carbonat de potasiu în timpul primei recristalizări. Cristalele precipitate sunt filtrate la o temperatură nu mai mică de 36 °C. Se usucă într-un cuptor cu ventilație naturală la o temperatură de (110± 5) °С la masă constantă.

A.5 Acidul acetic CH3COOH (GOST 18270) este purificat prin una dintre următoarele metode:

a) distilare cu adăugarea unei cantități mici de acetat de sodiu anhidru;

b) congelare dublă fracționată (după terminarea procesului de cristalizare se îndepărtează excesul de faza lichidă).

A.6 Acetat de sodiu 3-apos (acetat de sodiu) CH 3 COONa × 3H2O (GOST 199) se purifică prin dublă recristalizare din soluții apoase fierbinți, urmată de calcinarea sării la o temperatură de (120°C).± 3) °С la masă constantă.

A.7 Fosfat de piperazină C 4H10N2H3PO4 × H2O este sintetizat din piperazină și acid fosforic (GOST 6552), purificat prin recristalizare triplă din soluții de alcool. Se usucă pe silicagel la întuneric într-un esicator până la greutate constantă.

A.8 Fosfatul de potasiu monosubstituit (fosfat dihidrogen de potasiu) KN 2 RO 4 (GOST 4198) este purificat prin dublă recristalizare dintr-un amestec apă-etanol cu ​​un raport de volum de 1: 1 și uscare ulterioară într-un cuptor la o temperatură de (110°C).± 5) °С la masă constantă.

A.9 Fosfat de sodiu disubstituit 12-apos (monohidrogenofosfat de sodiu) Na2HPO4 (anhidru) se obține din sare 12-apoasă Na2HP04x 12H2O (GOST 4172) prin recristalizare triplă din soluții apoase fierbinți. Uscați (deshidratați) într-un cuptor cu ventilație naturală în etape în următoarele moduri:

La (30 ± 5) °С - până la masă constantă

La (50 ± 5) °С - » » »

La (120 ± 5)°С - » » »

A.10 Tris-(hidroximetil)-aminometan ( HOCH2)3CNH2 uscat la 80°C în cuptor până la greutate constantă.

A.11 Clorhidrat de tris-(hidroximetil)-aminometan ( HOCH2)3CNH2HCI uscat la 40°C în cuptor până la greutate constantă.

A.12 Tetraborat de sodiu 10-apos Na 2 B 4 O 7 × 10H2O (GOST 4199) este purificat prin recristalizare triplă din soluții apoase la o temperatură de (50°C).± 5) °C. Se usucă la temperatura camerei timp de două până la trei zile. Prepararea finală a tetraboratului de sodiu se realizează prin păstrarea sării într-o cană de grafit (cuarț, platină sau fluoroplastic) într-un desicator peste o soluție saturată dintr-un amestec de clorură de sodiu și zaharoză sau o soluție saturată. KBr la temperatura camerei până la greutate constantă.

A.13 Carbonat de sodiu Na 2CO3 (GOST 83) se purifică prin recristalizare triplă din soluții apoase, urmată de uscare în cuptor la o temperatură de (275± 5) °С la masă constantă.

A.14 Carbonat de sodiu NaHC03 (GOST 4201) se purifică prin recristalizare triplă din soluții apoase cu barbotare de dioxid de carbon.

A.15 Hidroxidul de calciu Ca (OH) 2 se obține prin calcinarea carbonatului de calciu CaCO 3 (GOST 4530) la o temperatură de (1000± 10) ° C timp de 1 oră.Oxidul de calciu rezultat CaO se răcește în aer la temperatura camerei și încet, în porții mici, se toarnă apă cu agitare constantă până se obține o suspensie. Suspensia este încălzită până la fierbere, răcită și filtrată printr-un filtru de sticlă, apoi îndepărtată din filtru, uscată într-un esicator sub vid până la greutate constantă și măcinată până la o pulbere fină. Depozitat într-un desicator.

Anexa B
(referinţă)

Număr standard de modificare a titrului	Substanțe chimice incluse în titrul standard (modificări conform tabelului)	pH-ul soluțiilor tampon la temperatură, °C
	Tetraoxalat de potasiu 2-apos					1,48	1,48	1,48	1,49	1,49	1,50	1,51	1,52	1,53	1,53
	Tetraoxalat de potasiu 2-apos			1,64	1,64	1,64	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,66	1,67	1,69	1,72
	Hidrodiglicolat de sodiu		3,47	3,47	3,48	3,48	3,49	3,50	3,52	3,53	3,56	3,60
	acid tartrat de potasiu						3,56	3,55	3,54	3,54	3,54	3,55	3,57	3,60	3,63
	Hidroftalat de potasiu	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
	Acid acetic + acetat de sodiu	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
	Fosfat de piperazină		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
	Monohidrogenofosfat de sodiu + dihidrogenofosfat de potasiu	7,51	7,48	7,46	7,44	7,42	7,41	7,39	7,37
	Monohidrogenofosfat de sodiu + dihidrogenofosfat de potasiu		7,51	7,49	7,47	7,45	7,43	7,41	7,40
	Clorhidrat de Tris + Tris	8,40	8,24	8,08	7,93	7,79	7,65	7,51	7,33	7,26	7,02	6,79
	tetraborat de sodiu	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
	tetraborat de sodiu	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
	Carbonat de sodiu acru + carbonat de sodiu	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
	hidroxid de calciu	13,36	13,16	12,97	12,78	12,60	Notă - Pentru a prepara solutii cu o valoare pH > 6 apa distilata trebuie fiarta si racita la o temperatura de 25 - 30 °C. Când pregătiți sticlărie, nu utilizați detergenți sintetici. B.1.1 Titrul standard este transferat într-un balon cotat de clasa a 2-a conform GOST 1770 (denumit în continuare balon). B.1.2 Scoateți flaconul (fiola) din ambalaj. B.1.3 Clătiți suprafața flaconului (fiolei) cu apă și uscați cu hârtie de filtru. C.1.4 Introduceți o pâlnie în balon, deschideți flaconul (fiola) în conformitate cu instrucțiunile producătorului, lăsați conținutul să se toarne complet în balon, clătiți flaconul (fiola) din interior cu apă până când substanța este complet îndepărtată de pe suprafete se toarna apa de spalare in balon. B.1.5 Umpleți balonul până la aproximativ două treimi din volumul său cu apă, agitați până când conținutul este complet dizolvat (cu excepția soluțiilor saturate de acid tartrat de potasiu și hidroxid de calciu). B.1.6 Umpleți balonul cu apă fără a adăuga apă până la semnul de 5 - 10 cm 3. Balonul este termostatat timp de 30 de minute într-un termostat de apă la o temperatură de 20 °C (baloanele cu soluții saturate de hidrotartrat de potasiu și hidroxid de calciu se umplu complet cu apă și se termostatează cel puțin 4 ore la o temperatură de 25 °C și 20 °C, respectiv, agitarea periodică a suspensiei în balon prin agitare). B.1.7 Se diluează volumul soluției din balon până la semn cu apă, se oprește și se amestecă bine conținutul. În probele prelevate din soluții saturate de hidrotartrat de potasiu și hidroxid de calciu, precipitatul este îndepărtat prin filtrare sau decantare. ÎN 2 Depozitarea standardelor de pH de lucru B.2.1 Standardele de pH de lucru sunt depozitate într-un recipient de sticlă sau plastic (polietilenă) bine închis, într-un loc întunecat, la o temperatură care nu depășește 25 °C. Perioada de valabilitate a standardelor de lucru este de 1 lună din momentul pregătirii, cu excepția soluțiilor saturate de hidrotartrat de potasiu și hidroxid de calciu, care se prepară imediat înainte de măsurarea pH-ului și care nu sunt supuse depozitării.

Potențiometria este una dintre metodele electrochimice de analiză bazată pe determinarea concentrației de electroliți prin măsurarea potențialului unui electrod scufundat în soluția de testat.

Potenţial (din lat. potența- forță) - concept care caracterizează câmpurile fizice de forță (electrice, magnetice, gravitaționale) și, în general, câmpurile de mărimi fizice vectoriale.

Metoda de măsurare potențiometrică a concentrației ionilor dintr-o soluție se bazează pe măsurarea diferenței de potențiale electrice a doi electrozi speciali plasați în soluția de testare, iar un electrod, cel auxiliar, are un potențial constant în timpul procesului de măsurare.

Potenţial E un electrod separat este determinat de ecuația lui Nernst (W.Nernst - chimist fizician german, 1869 - 1941) prin potențialul său standard (normal) E 0 și activitatea ionică A+ , care participă la procesul de electrozi

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

Unde E 0 este componenta diferenței de potențial interfacial, care este determinată de proprietățile electrodului și nu depinde de concentrația de ioni din soluție; R este constanta universală a gazului; n este valența ionului; T - temperatura absolută; F – Numărul Faraday (M.Faraday - fizician englez al secolului al XIX-lea).

Ecuația Nernst, derivată pentru o clasă restrânsă de sisteme electrochimice metal - o soluție de cationi ai aceluiași metal, este valabilă într-un interval mult mai larg.

Metoda potențiometrică este cea mai utilizată pentru a determina activitatea ionilor de hidrogen, care caracterizează proprietățile acide sau alcaline ale unei soluții.

Apariția ionilor de hidrogen în soluție este cauzată de disociere (din lat. disociere- separarea) a unei părți din moleculele de apă care se descompun în ioni de hidrogen și hidroxil:

H 2 O↔
+
. (4.2)

Conform legii acțiunii în masă, constanta La echilibrul reacţiei de disociere a apei este egal cu K=
.
/
.

Concentrația de molecule nedisociate în apă este atât de mare (55,5 M) încât poate fi considerată constantă, astfel încât ecuația (5.2) este simplificată:
= 55,5 =
.
, Unde
este o constantă numită produsul ionic al apei,
\u003d 1,0 ∙ 10 -14 la o temperatură de 22 ° C.

În timpul disocierii moleculelor de apă, ionii de hidrogen și hidroxil se formează în cantități egale, prin urmare, concentrațiile lor sunt aceleași (soluție neutră). Pe baza egalității concentrațiilor și a valorii cunoscute a produsului ionic al apei, avem

[H + ] =
=
= 1∙10 -7 . (4.3)

Pentru o exprimare mai convenabilă a concentrației ionilor de hidrogen, chimistul P. Sarensen (chimist fizic și biochimist danez) a introdus conceptul de pH ( p este litera inițială a cuvântului danez Potenz este un grad, H este simbolul chimic pentru hidrogen).

Indicatorul de hidrogen pH-ul este o valoare care caracterizează concentrația (activitatea) ionilor de hidrogen în soluții. Este numeric egal cu logaritmul zecimal al concentrației ionilor de hidrogen
luate cu semnul opus, i.e.

pH = - lg
. (4.4)

Soluțiile apoase pot avea un pH în intervalul de la 1 la 15. În soluții neutre la o temperatură de 22 ° C, pH \u003d 7, în pH acid< 7, в щелочных рН > 7.

Când temperatura soluției controlate se modifică, potențialul electrodului electrodului de sticlă se modifică datorită prezenței coeficientului S = 2,3∙în ecuația (4.1). Ca rezultat, aceeași valoare a pH-ului la diferite temperaturi ale soluției corespunde diferitelor valori ale FEM ale sistemului de electrozi.

Dependența FEM a sistemului de electrozi de pH la diferite temperaturi este un mănunchi de linii drepte (Fig. 4.1) care se intersectează într-un punct. Acest punct corespunde valorii pH-ului soluției, la care forța electromotoare a sistemului de electrozi nu depinde de temperatură, se numește izopotențial (din greacă  - egal, identic și …potenţial) punct. Coordonatele punctului izopotențial ( E Șiși pH I) sunt cele mai importante caracteristici ale sistemului de electrozi. Ținând cont de temperatură, caracteristica statică (4.1) ia forma

La timp, primul meu acvariu cu apă de mare a fost o capodopera. Era un acvariu de 20 de galoane din sticlă, lipit împreună cu adeziv siliconic. Sistemul de filtrare a constat din filtre pneumatice cu nisip. Sarcina mea a fost să-i susțin pe doi dintre locuitorii săi (Bew Gregory, domnișoara - Stegastes leucostictus- și anemone de mare Condilacta) cât mai fericiți (ceea ce, având în vedere lipsa mea de experiență și resursele limitate, a însemnat să-i mențin în viață). O sarcină dificilă pentru un copil de 9 ani, era 1964. Mentorul meu, doamna Perry de la Cobb Pets, m-a sfătuit să verific gravitatea specifică a apei și pH-ul. Gravitatea specifică a fost destul de ușoară (doar să aruncați un hidrometru în acvariu și să faceți un semn la un anumit nivel atunci când a fost adăugată apă proaspătă), dar pH-ul a fost puțin mai complicat. Acest parametru a fost testat prin adăugarea unui lichid colorat în sticla de probă de apă din acvariu. Ca prin magie, culoarea probei de apă a fost schimbată și apoi comparată folosind un tabel de comparație format dintr-o serie de pătrate colorate. Conform rezultatelor primei mele teste, trebuia să adaug bicarbonat de sodiu pentru a ridica nivelul pH-ului. Cu respect, am făcut asta - nicio schimbare. Am continuat procesul până am adăugat tot pachetul de bicarbonat de sodiu.

Nu voi ști niciodată ce a cauzat moartea peștelui și a anemonei mele, dar incidentul a avut loc imediat după episodul descris. Pe lângă faptul că totul s-a terminat foarte trist pentru animalele mele de companie, situația a devenit devastatoare pentru mine. Toată munca mea, pentru care primeam un dolar pe săptămână, era la gunoi. Pentru a înrăutăți lucrurile, am fost responsabil pentru moartea locuitorilor. Le-am îngropat pe malul acoperit cu ferigi al pârâului care curgea în curtea noastră. Acum cred că reactivul lichid a expirat, prin urmare, rezultatele au fost incorecte. A fost o lecție foarte instructivă.

Situația nu s-a schimbat prea mult de-a lungul anilor. Ignorarea semnificației acestui parametru cheie și a modalităților de verificare a indicatorilor, lipsa interpretării corecte și a măsurilor necesare pot duce și vor duce la consecințe triste. Ceea ce s-a schimbat semnificativ este disponibilitatea pe piață și accesibilitatea metodelor și instrumentelor de măsurare a pH-ului. În acest articol, ne vom uita la unele dintre ele, comparând avantajele și dezavantajele lor.

Determinarea pH-ului

pH-ul este o evaluare a naturii acide sau alcaline a unei substanțe, exprimată pe o scară de la 0 la 14, unde 0 este foarte acid și 14 este foarte alcalin. Mediu neutru (nu acid și nu alcalin) - indicatorul 7 pe această scară. Ionii de hidrogen predomină la valori ale pH-ului acid, în timp ce ionii de hidroxid domină în condiții alcaline.

Figura 1. Scara pH-ului este logaritmică, reprezentând gradul de activitate al ionilor de hidrogen.

În funcție de sursă, pH înseamnă „potențial de hidrogen” sau termenul francez „pouvoir hydrogène” care înseamnă „energie a hidrogenului”.

Importanța măsurării pH-ului

pH-ul este o caracteristică a lichidelor (în cazul nostru) care le afectează compoziție chimică, în special, solubilitatea nutrienți(bine, dacă nu am exagerat). pH-ul scăzut poate face metalele grele potențial toxice solubile. pH-ul afectează activitatea enzimelor (au un interval de pH preferat). pH-ul ridicat este capabil să dizolve membranele lipidice celulare. La organisme acvatice există, de asemenea, un interval de pH preferat. Scurtă recenzie Valorile pH-ului în diverse medii (de interes pentru acvaristi) sunt prezentate în Tabelul 1. Tabelul 1. Valori aproximative ale pH-ului.

sursa de pH	pH
Râul Rio Negro	5.1
Apa de ploaie	5.6
Râul Amazon (apă ușoară)	6.9
Apă curată (de băut).	7
Apa de mare	8.2
Lacul Tanganyika (suprafață)	9

măsurarea pH-ului

Există mai multe moduri de a determina pH-ul. Fiecare dintre ele are propriile sale avantaje și dezavantaje. Să începem cu cel mai ieftin.

Hârtie de turnesol
Turnesolul este un material obținut din licheni (numele provine din cuvântul norvegian vechi litmosi, care înseamnă „vopsea” și „mușchi/lichen”). Acest derivat de turnesol își schimbă culoarea în mod previzibil atunci când este expus la diferite niveluri de pH. Această sensibilitate face din turnesol un mod ușor și ieftin de a determina pH-ul. Hârtia de turnesol este hârtie la care s-au adăugat acești coloranți solubili în apă, iar schimbarea culorii cauzată de scufundarea hârtiei de turnesol într-o probă de apă indică un mediu acid sau alcalin. Intervalul de operare pentru măsurători de pH este de aproximativ 5 - 8. Testul de schimbare a culorii trebuie efectuat cu iluminare cu spectru complet.

Figura 2. Hârtia de turnesol este o modalitate ieftină, dar aproximativă, de a măsura pH-ul.

Avantaje: ieftin (aproximativ 5 SUA). Rapid, ușor de utilizat.

Dezavantaje: Oferă cifre aproximative. Rezultatul este afectat de culoarea probei de apă, de agenți reducători și de agenți oxidanți. Interpretarea rezultatelor necesită o viziune ascuțită. Perioada de valabilitate a reactivului este limitată.

coloranți indicatori
Există foarte puțini astfel de indicatori de pH. Le puteți cumpăra sub formă de pulbere sau lichidă. Ele sunt de obicei utilizate în analize care implică titrare. Mai jos sunt caracteristicile unora dintre ele:

Fenolftaleină: un indicator acid/alcalin care devine incolor într-un mediu acid și roz-roșu într-un mediu alcalin. Interval de măsurare de la ~8,3 până la 10.

Portocaliu de metil (heliantina, colorant azoic acid): își schimbă culoarea de la galben la roșu la pH aproximativ 3,7.

Meta-Cresol Violet: galben-portocaliu la 7,4 și își schimbă culoarea în violet la pH mai mare (până la aproximativ 8,8.)

Albastru de bromotimol: albastru la 7,5, verzui la ~6,2 - 6,8 și galben la aproximativ 6.

Indicator versatil: Combină mai mulți indicatori pentru a permite evaluarea unei game largi de pH.

Figura 3. Acest test de pH de la API folosește violetul meta-crezol ca indicator.
Este de dorit să se evalueze schimbarea culorii în lumina naturală pe un fundal alb.

Beneficii: relativ ieftin (~10 USD) Unii coloranți pot fi utilizați pentru alte teste (de exemplu, alcalinitatea) fără a utiliza un electrod de pH atunci când se utilizează un reactiv.

Dezavantaje: La fel ca și cu hârtia de turnesol. Coloranții individuali au un interval limitat de pH. Rezultatele pot fi afectate de turbiditatea și/sau culoarea lichidului de testat. Comparația trebuie efectuată pe un fundal alb sub iluminare cu spectru complet. Reactivii au o perioadă de valabilitate limitată - trebuie să existe un semn pe data de expirare.

electrozi de pH
Știu că este greu de imaginat pentru acvariştii începători, dar acum 30 de ani acvariştii din afara Europei au auzit cu greu de folosirea electrozilor de pH. Situația s-a schimbat în anii 1980 când o companie germană (Dupla GmbH) a început să exporte echipamente avansate în America de Nord. Astăzi, pH-metrele sunt folosite peste tot. Disponibilitatea dispozitivelor și concurența dintre producători au contribuit la faptul că prețul a devenit destul de accesibil.

Electrodul de pH este un senzor selectiv de ioni de hidrogen (H+). Electrozii de pH folosesc de fapt doi electrozi, o sondă (electrodul indicator) și un electrod de referință. De regulă, acești doi electrozi sunt amplasați într-o singură carcasă („corp”) a electrodului. La capătul corpului electrodului, sonda are un strat subțire de sticlă sensibilă la hidrogen. Tensiunea sondei variază în funcție de activitatea ionilor de hidrogen (tensiunea crește în mediu acid și scade în mediu alcalin). Electrodul de referință oferă o tensiune constantă, pe care o folosim pentru a determina diferența cu sonda. Răspunsul total în mV este trimis la un instrument de măsurare (metru) unde este convertit într-o valoare pH.

Structura și terminologia senzorului
Pentru a înțelege cum funcționează un electrod de pH, este necesar să înțelegeți unii dintre termenii care sunt utilizați atât pentru a descrie designul său, cât și pe alții.

Carcasă (corp electrod): un tub tubular care conține părțile de lucru ale electrodului de pH. Corpul poate fi realizat din sticlă sau dintr-un plastic rezistent chimic, cum ar fi poliesterimidă.

Tampon: În cazul nostru, pentru calibrarea pH-metrului se folosește o soluție standard care arată pH acid, neutru sau alcalin. Pentru ușurința identificării, unele soluții tampon sunt codificate cu culori.

Calibrare: Procesul de verificare sau ajustare a calibrării unui instrument analitic.

Conexiune (imbinare, lipire): Combinație din două părți; în acest caz, materialul de testat și soluția internă de control. Conexiunile se fac din diverse materiale; Materialele trebuie să fie poroase pentru a permite trecerea soluției de control. În mod obișnuit, se utilizează ceramică, pânză și altele asemenea. Există electrozi cu una, două și conexiuni inelare.

Frită: sticlă sau ceramică parțial topită, uneori folosită ca îmbinare.

ATC: Compensare automată a temperaturii. Deoarece pH-ul unei soluții depinde de temperatură, ATC corectează efectele temperaturii. ATC necesită un senzor de temperatură, care poate fi încorporat în electrod lângă becul de sticlă.

Electrod de referință: un electrod care furnizează o tensiune cunoscută, constantă; de obicei realizate din sârmă de clor-argint și umplute cu un electrolit tampon.
Sondă: sârmă clor-argint într-un tub cu un bec de sticlă sensibil la pH la capăt.

Figura 4. Detalii interne ale unui electrod de pH.
Pentru claritate, capacul de protecție (capacul) care înconjoară balonul fragil de sticlă nu este afișat.
Unii electrozi de pH au o conexiune pe lateral

Tipuri de electrozi de pH
Există mai multe tipuri de electrozi. Unii electrozi, de obicei mai vechi (mai rar întâlniți acum din experiența mea) constau din două carcase separate. În prezent, majoritatea electrozilor sunt senzori combinați, unde anodul și catodul sunt situate separat într-o singură carcasă. Forma becului de sticlă determină adesea ce va măsura electrodul. Baloanele sferice, cu suprafața lor mare, sunt potrivite pentru măsurători multifuncționale (universale) în medii acvatice. Baloanele conice sunt capabile să pătrundă în materiale semi-solide (cum ar fi carnea și alte alimente) și sol. Pentru măsurarea pH-ului se pot folosi „baloane” plate din sticlă tipuri diferite piele, etc. Unii electrozi sunt reutilizabili, în timp ce alții nu sunt, umpluți cu geluri chimice. Unii electrozi au conexiuni și sonde detașabile (înlocuibile).

O scurtă prezentare a pH-metrelor

Revizuirea noastră este dedicată pH-metrelor fabricate de Hanna Instruments(Woonsocket, Rhode Island, SUA.) Hanna este pe piață din 1978 și oferă astăzi peste 3.000 de variante de produse clienților săi din întreaga lume. Unele dintre produsele companiei sunt de interes pentru acvaristi.

Toate pH-metrele Hanna prezentate în această recenzie sunt furnizate cu tampon de calibrare, soluție de curățare a electrozilor și carcasă. Să începem recenzia noastră cu:

Verificator pH (HI98103)

Figura 5. Verificator de pH accesibil de la Hanna Instruments.

pH-metrul de bază HI98103 Checker® va fi un plus valoros la cutia de instrumente a multor acvarist. Dispozitivul oferă 0,1 unități de pH. rezoluție la un preț accesibil. Prețul accesibil se datorează faptului că dispozitivul oferă doar două puncte de calibrare (pH 4,01 și 7,01 sau 7,01 și 10,01) fără compensare automată a temperaturii (ATC) sau posibilitatea de a măsura temperatura. Deoarece se recomandă, în general, ca punctele de calibrare să reflecte pH-ul așteptat, acest dispozitiv este mai potrivit pentru sistemele de apă dulce care imită mediile acide, cum ar fi biotopii Amazon (în ciuda faptului că este cu siguranță capabil să măsoare valorile pH-ului tipic pentru recife). și sisteme cu ciclide africane, deși cu o precizie mai mică datorită doar a două puncte de calibrare). Electrodul este înlocuibil, iar conexiunea este din hârtie.

Interval: 0 până la 14 unități

Rezoluție: 0,1 unități

Precizie: ±0,2 unități

Puncte de calibrare (gradare): Două; pH 4,01, 7,01 sau 10,01

Compensare automată a temperaturii: Nu

Măsurare/Afișare temperaturii: Niciuna

Sondă înlocuibilă: Da

Diametrul electrodului: 8 mm (~5/16")

Dimensiune LCD: 3/8" (~10 mm)

Baterie: 1-CR2032; resurse aproximativ 1000 h.

Senzor de pH și temperatură pHep (HI98107)

Figura 6. Dispozitiv pHep cu tampon de calibrare în carcasa lui.

Testerul de pH și temperatură HI98107 pHep este o versiune mai modernă a pH-ului Verificator (descris mai sus). Pe lângă determinarea pH-ului în domeniul aproape oricărui acvariu - de la biotopul Amazonului până la recif - dispozitivul măsoară și temperatura cu compensare automată a temperaturii (ATC). Dispozitivul include două tampon de calibrare (4.01 și 7.01) cu un disponibil disponibil. al treilea - (10.01, care este recomandat pentru acvariile de recif). Conexiunea se face din hârtie. Electrodul nu este înlocuibil.

Interval: 0 până la 14 unități

Rezoluție: 0,1 unități

Precizie: ±0,1 unități

Puncte de calibrare: trei; pH 4,01, 7,01 și 10,01 (prezentat 4,01 și 10,01)

Senzor înlocuibil: Da

Dimensiune LCD: 0,3125" sau ~8 mm

Baterie: 1-CR2032; aproximativ 800 de ore.

Senzor de pH și temperatură rezistent la apă pHep5 (HI98128)

Figura 7. pHep oferă multe funcții: măsurarea pH-ului și a temperaturii, ATC; Și plutește la suprafața apei!

pH-metrul HI98128 pHep 5 este cel mai avansat pH-metru de buzunar de la Hanna. Dispozitivul oferă o rezoluție de 0,01 unități. cu o precizie de ±0,05 și compensare automată a temperaturii. Aparatul este impermeabil și plutește la suprafața apei. Instrumentul oferă o abordare flexibilă a măsurătorilor importante ca capabil să recunoască 5 tampon de calibrare diferite.

Interval: -2 până la 16 unități

Rezoluție: 0,01 unități

Precizie: ±0,05 u

Puncte de calibrare: Două opțiuni: 4.01, 7.01, 10.01 sau 6.86, 9.18.

Compensarea automată a temperaturii: Da

Afișarea temperaturii: Da, se pot seta °F sau °C, cu o precizie de ±0,5°C.

Sondă înlocuibilă: Da

Dimensiune LCD: 0,3125" sau ~8 mm (dimensiunea caracterelor)

Baterie: baterii 4-1.5v; aproximativ 300 h.

pH-metru fără fir HALO (HI12302)

Figura 8. Posibil cel mai avansat electrod de pH de pe piață, electrodul wireless HALO.

pH-metrul HI12302 Halo Field este un contor interesant care oferă o mulțime de posibilități. În primul rând, este un electrod de pH fără fir care poate fi controlat prin Bluetooth de pe dispozitivele Android sau iOS. Chiar și utilizatorii nesiguri nu ar trebui să-și facă griji. Din experiența mea, configurarea este incredibil de ușoară. Am deschis site-ul web Hanna Instruments, am urmat linkul HALO și am descărcat aplicația pentru smartphone-ul meu. Odată ce aplicația a fost instalată (descărcare gratuită, durează aproximativ 2 minute), am deschis aplicația și software-ul mi-a recunoscut electrodul de pH HALO. Apoi, singurul lucru necesar este să selectați pictogramele adecvate pentru a calibra electrodul, a afișa date grafice, a vizualiza datele senzorului și așa mai departe. Cred sincer că nu poate fi mai ușor. Software-ul măsoară pH-ul și temperatura în fiecare secundă. Înregistrarea datelor oferă ID-ul electrodului, data de calibrare, punctele de calibrare, curba de calibrare, data și ora măsurării, pH, temperatură, milivolti etc. (Vezi figurile 9-11).

Opțiunile sondei includ sferice (universale și pt mediu acvatic), conic (pentru alimente, materiale semisolide, pământ etc.) și vârf plat (pentru piele, hârtie etc.) Carcasa din plastic HALO din polieterimidă (PEI) este aprobată pentru contactul cu alimentele și este imună la orice tip de reefer. poate utiliza (cu excepția cazului în care nu sunteți complet „în afara buclei” și dozați substanțe aromatice și/sau solvenți parțial halogenați în sistemul dvs.).

Interval: 0 până la 14 unități

Rezoluție: configurabilă de utilizator: 0,1, 0,01 sau 0,001 unități.

Precizie: ±0,005 unități

Puncte de calibrare: șapte; pH 1,68, 4,01, 6,86, 7,01, 91,8, 10,01 și 12,45.

Compensarea automată a temperaturii: Da

Sondă de înlocuire: Niciuna

Diametrul electrodului: 12 mm (~1/2")

Înregistrare date: Da

Baterie: baterie cu litiu, 500 h.

Figura 10. În modul de înregistrare a datelor, citirile pH-ului obținute cu electrodul HALO pot fi vizualizate sub formă de tabel sau...

Figura 11. ... sub forma unui grafic. Sunt posibile note, iar datele pot fi transferate în foi de calcul Excel.

Puteți verifica dacă telefonul sau tableta dvs. sunt compatibile cu HALO aici: http://hannainst.com/halo
Mai multe informații despre produsele Hanna Instruments pot fi găsite aici: http://hannainst.com
Toate sondele și electrozii Hanna vin cu o garanție de 6 luni.

Alte considerații

Acum voi vorbi pe scurt despre alte aspecte de care trebuie să țineți cont atunci când cumpărați un pH-metru sau un electrod.

Conectori (adaptoare)
Dispozitivele de măsurare a pH-ului cu electrozi separați trebuie conectate la instrument folosind un conector (cu excepția cazului în care vorbim despre dispozitivele cu o conexiune wireless precum Hanna HALO.) Deși aspectul pare minor, poate avea consecințe pe termen lung și posibil costisitoare. Unii producători folosesc conectori specializați pentru a asigura utilizarea și achiziționarea continuă a electrozilor lor. Cel mai comun este conectorul rapid Bayonet Neill-Concelman (BNC). Conectorul SUA este mai puțin comun. Unele dispozitive fabricate în Europa folosesc conectorul S7.

Conexiuni
Joncțiunea electrodului de pH este punctul de intersecție (întâlnire) a două lumi - soluția internă a senzorului și proba testată. Există termeni specializați folosiți pentru a descrie compuși, structura și geometria acestora. După cum sa discutat, conexiunile permit soluției de control al electrodului să intre în soluția de testare. În acest sens, ele sunt supuse contaminării, înfundarii, mai ales în cazul probelor uleioase, sau a probelor cu conținut ridicat de proteine ​​sau suspensii (soluții de suspensie). Unii electrozi folosesc o conexiune tisulară. Electrozii mai scumpi folosesc materiale ceramice poroase. Unele conexiuni sunt realizate din plastic PTFE (politetrafluoretilenă) și sunt concepute pentru a fi utilizate în medii dure, inclusiv medii cu conținut ridicat de hidrocarburi. Îmbinările din PTFE sunt uneori destul de mari și seamănă cu un inel în jurul unui bec de sticlă (articulațiile ceramice sunt de obicei mici, de numai aproximativ 1 mm în diametru). Orice conexiune poate deveni contaminată.

Din fericire, pentru acvaristii de recif, sondele universale de pH cu conexiuni din material sau ceramica sunt bune.

Curățarea electrozilor de pH
Merită întotdeauna să ne amintim că electrozii sunt instrumente de cercetare și necesită îngrijire adecvată. Și deși corpul din plastic este destul de durabil, becul de sticlă este foarte fragil - manipularea neatentă poate duce la faptul că se va sparge. Electrozii care sunt utilizați doar ocazional nu necesită curățare frecventă; totuși, dacă electrodul tău este scufundat permanent în „supă organică” (ca în unele acvarii), acvariştii sunt sfătuiți să curețe electrodul în mod regulat. Se întâmplă ca sonda să fie acoperită cu murdărie biologică și proteine. Furajele (și defecțiunile catastrofale ale pompelor submersibile) adaugă grăsimi în apa din acvariu, ceea ce contribuie și la murdărirea electrodului. Din fericire, soluțiile de curățare ajută la menținerea funcționalității electrodului. Urmați instrucțiunile producătorului. Nu frecați electrodul - ștergeți-l întotdeauna pentru a preveni descărcarea statică.

Electrozi cu gel umplubili și neumplubili
Unii electrozi pot fi reumpluți cu soluții special formulate, în timp ce alți electrozi sunt umpluți cu gel. În general, senzorii cu gel răspund mai lenți la modificările pH-ului. Majoritatea senzorilor proiectați pentru utilizare în acvarii sunt umpluți cu gel.

Calibrare
Calibrarea corectă a electrodului de pH este conditie necesara pentru rezultate precise. Procesul este simplificat dacă instrumentul oferă compensare automată a temperaturii (ATC). Figurile 12-14 prezintă exemple de efect al temperaturii asupra unui standard de calibrare (referință).

Figura 12. Efectul temperaturii asupra tamponului hidroftalat de potasiu 4.01.

Figura 13. Efectul temperaturii asupra pH-ului tamponului fosfat dihidrogen de potasiu/fosfat dihidrogen (6,865). Din fericire, calibrările temperaturii camerei sunt destul de precise dacă se folosește un instrument non-ATC.

Figura 14. pH-ul acestui tampon (bicarbonat de sodiu/carbonat de sodiu) poate fi afectat de temperatură (un alt caz pentru utilizarea unui dispozitiv ATC.) Dioxidul de carbon din atmosferă atacă soluția în timp.

Calibrarea corectă a unui electrod de pH necesită puțină răbdare și atenție la detalii. Traductoarele noi trebuie să fie hidratate corespunzător (consultați instrucțiunile instrumentului). În ciuda faptului că o calibrare într-un singur punct este posibilă, este de dorit să se efectueze o calibrare în 2 puncte (între care pH-ul așteptat ar trebui să scadă). Pentru acvariile de recif, utilizați tampoanele 7.01 și 9 sau 10. Vă rugăm să rețineți că unele instrumente sunt capabile să recunoască automat tampoanele și, prin urmare, necesită utilizarea unor soluții speciale. Înainte de calibrare, verificați electrodul pentru orice deteriorare (în special becul de sticlă). Nu ar trebui să existe biofouling pe becul de sticlă. Dacă este disponibilă, utilizați o soluție de curățare recomandată de producător. Curățarea corectă va elimina biofouling, grăsime, contaminare cu proteine ​​etc. Electrodul, dacă este reîncărcat, trebuie umplut cu o soluție recomandată de producător. Când electrodul este curat și în stare bună, puneți-l în prima soluție de calibrare. Asigurați-vă că becul de sticlă al electrodului și conexiunea sunt complet scufundate în soluția de calibrare (folosesc un pahar de 30 mm unde 7 mm de tampon sunt suficiente pentru calibrare). Se amestecă energic soluția cu electrodul (dacă nu este disponibil un agitator magnetic) și se așteaptă până când temperatura electrodului și a soluției sunt egale. Introduceți valoarea în memoria instrumentului (de obicei, butonul trebuie apăsat când instrumentul este în modul de calibrare). Clătiți electrodul cu apă distilată și ștergeți cu un prosop de hârtie (de preferință șervețele de laborator, cum ar fi Kimwipes). NU ștergeți NICIODATĂ electrozii cu hârtie - se poate crea electricitate statică și poate afecta calibrarea și, prin urmare, citirile. În cazul unui singur punct de calibrare, procesul este complet. În cazul a 2 sau 3 puncte de calibrare, procedura trebuie repetată. Când măsurați pH-ul unei probe de apă, amestecați soluția manual sau cu un agitator și lăsați timp pentru compensarea temperaturii. În practica de laborator, se recomandă înregistrarea pH-ului și a temperaturii.

Îmbătrânirea tamponurilor de calibrare
Ca și în cazul majorității substanțelor chimice, soluțiile tampon de pH se deteriorează în timp. Unele tampoane sunt fabricate pentru a fi rezistente la schimbare și au o durată lungă de valabilitate (câțiva ani). Alegeți tampoane care au o dată de expirare pe ambalaj. Perioada de valabilitate a tampoanelor carbonatice este în general mai scurtă decât a tampoanelor alcaline sau acide din cauza expunerii la dioxidul de carbon din aer. Tampoanele care au fost în contact cu electrodul în timpul calibrării trebuie aruncate. Dacă observați că tamponul se mucegăește (de obicei aproximativ 4 tampon), aruncați-l. Nu utilizați soluții tampon pentru a corecta pH-ul acvariului dvs.

Depozitarea electrozilor de pH
Depozitați senzorii de pH în mod corespunzător. Cel mai important, becul de sticlă trebuie să rămână hidratat. În al doilea rând, soluția stoc nu trebuie să permită osmoza între soluția în sine și soluția internă/gelul cu electrod. În plus, trebuie să conțină o componentă antimicrobiană care să prevină apariția mucegaiului și a murdăriei.
Tampoanele de calibrare a pH-ului, soluțiile stoc și accesoriile necesare pot fi găsite aici: http://hannainst.com/ph-solutions

Blogurile și resursele Hanna Instruments pH

1.
2. Ghiduri și liste de verificare pentru electrozi de pH
3. Top 10 greșeli în măsurătorile pH-ului
4.

Articolele acestei secțiuni pot fi descărcate în format Word (text și cifre) și în format Excel (text, cifre, fragmente de calcul de lucru)

Cu toate acestea, dacă tot nu vă place să utilizați imaginile discutate în lecția anterioară, atunci puteți oferi programe scurte care funcționează în intervalul NaCl=0--500 µg/kg și t=10--50 °C cu o extrapolare eroare de până la 2 µg/kg în termeni de sodiu, care este mult mai mică decât eroarea de măsurare în sine. Veți găsi aceste programe în fișierul Fragment.xls, ele au următoarea formă tabelară:

NaCl în contact cu aerul:

Dacă conținutul de dioxid de carbon din aerul camerei este mai mare decât valoarea calculată, atunci concentrația de NaCl calculată din aceste fragmente va fi supraestimată.

Acum despre calitatea datelor noastre. Păstrați întotdeauna informațiile originale. Dacă ați înregistrat citirile dispozitivului - conductivitate electrică sau pH - atunci notați temperatura soluției măsurate. Pentru pH, indicați dacă compensatorul de temperatură a fost pornit în timpul măsurării și, în general, uitați-vă la instrucțiunile pentru dispozitiv, ce face atunci când temperatura probei se abate de la temperatura standard. Când determinați pH-ul, conductivitatea sau alcalinitatea hidratată a unei probe, în special într-o probă cu un conținut inițial ridicat de dioxid de carbon, rețineți că proba dvs. nu mai este aceeași cu cea din momentul prelevării. O cantitate necunoscută de dioxid de carbon a trecut deja din probă în aer sau invers.

Cumva au sunat de la Vinnitsa și au întrebat cum să ajusteze pH-ul în funcție de temperatură. Doar acest lucru poate fi și nu ar trebui făcut pe obiect. În orice caz, înregistrați pH-ul și temperatura inițiale ale probei și furnizați o coloană separată pentru valoarea pH-ului corectată.

Acum despre cum să reglați pH-ul. Mi-e teamă că nici măcar o sută de înțelepți nu vor răspunde la această „simplu” întrebare în termeni generali. Așa arată, de exemplu, dependența pH-ului de temperatură pentru apa absolut pură.

La fel, dar în contact cu aerul:

Dar corecția pH-ului pentru temperatură pentru aceste două grafice s-a dovedit a fi aceeași:

Trecerea de la pHt măsurat la pH la t=25 °C pentru aceste grafice se poate face folosind formula:

O abordare mai riguroasă ar fi să luați nu 1 și 3 mg/l de dioxid de carbon liber, ci 1 și 3 mg/l de dioxid de carbon total (nedisociat și disociat). Veți găsi acest fragment, dacă doriți, pe Fișa 4, dar rezultatele pentru acest fragment nu vor diferi semnificativ de cele prezentate în această Fișă.

Rețineți că fragmentele pentru dioxid de carbon sunt date în raport cu ape în care, pe lângă dioxidul de carbon, nu există alcalii sau acizi și, în special, nu există amoniac. Acest lucru se întâmplă doar la unele centrale termice cu cazane de medie presiune.

Indicator de hidrogen, pH(lat. pondus hydrogenii- „greutatea hidrogenului”, pronunțată "pash") este o măsură a activității (în soluții foarte diluate, echivalentă cu concentrația) ionilor de hidrogen dintr-o soluție, care exprimă cantitativ aciditatea acesteia. Egal în modul și opus în semn cu logaritmul zecimal al activității ionilor de hidrogen, care este exprimat în moli pe litru:

Istoricul pH-ului.

concept pH introdus de chimistul danez Sorensen în 1909. Indicatorul este numit pH (după primele litere ale cuvintelor latine potentia hydrogeni este puterea hidrogenului sau pondus hydrogeni este greutatea hidrogenului). În chimie, combinația pX de obicei desemnează o valoare care este egală cu lg X, dar cu o scrisoare Hîn acest caz indicați concentrația ionilor de hidrogen ( H+), sau mai bine zis, activitatea termodinamică a ionilor de hidroniu.

Ecuații referitoare la pH și pOH.

Valoarea pH-ului de ieșire.

În apă pură la 25 °C, concentrația ionilor de hidrogen ([ H+]) și ioni de hidroxid ([ Oh− ]) sunt aceleași și egale cu 10 −7 mol/l, acest lucru reiese clar din definiția produsului ionic al apei, egal cu [ H+] · [ Oh− ] și este egal cu 10 −14 mol²/l² (la 25 °C).

Dacă concentrațiile a două tipuri de ioni într-o soluție sunt aceleași, atunci se spune că soluția are o reacție neutră. Când se adaugă un acid în apă, concentrația de ioni de hidrogen crește, iar concentrația de ioni de hidroxid scade; când se adaugă o bază, dimpotrivă, conținutul de ioni de hidroxid crește, iar concentrația de ioni de hidrogen scade. Cand [ H+] > [Oh− ] se spune că soluția este acidă, iar când [ Oh − ] > [H+] - alcalin.

Pentru a face mai convenabil reprezentarea, pentru a scăpa de exponentul negativ, în locul concentrațiilor de ioni de hidrogen, se folosește logaritmul lor zecimal, care este luat cu semnul opus, care este exponentul de hidrogen - pH.

Indicele de bazicitate al unei soluții pOH.

Un pic mai puțin popular este inversul pH valoare - indicele de bazicitate a soluției, pOH, care este egal cu logaritmul zecimal (negativ) al concentrației din soluția de ioni Oh − :

ca în orice soluție apoasă la 25 ° C, apoi la această temperatură:

Valorile pH-ului în soluții de aciditate diferită.

• Contrar credinței populare, pH poate varia cu excepția intervalului 0 - 14, poate depăși și aceste limite. De exemplu, la o concentrație de ioni de hidrogen [ H+] = 10 −15 mol/l, pH= 15, la o concentrație de ioni de hidroxid de 10 mol/l pOH = −1 .

pentru că la 25 °C (condiții standard) [ H+] [Oh − ] = 10 −14 , este clar că la această temperatură pH + pOH = 14.

pentru că în soluții acide [ H+] > 10 −7 , ceea ce înseamnă că pentru soluții acide pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH soluţii neutre este 7. Cu mai mult temperaturi mari constanta de disociere electrolitică a apei crește, ceea ce înseamnă că produsul ionic al apei crește, apoi va fi neutru pH= 7 (care corespunde unor concentrații crescute simultan ca H+, și Oh−); cu scăderea temperaturii, dimpotrivă, neutru pH crește.

Metode de determinare a valorii pH-ului.

Există mai multe metode pentru a determina valoarea pH solutii. Valoarea pH-ului este estimată aproximativ folosind indicatori, măsurați cu precizie folosind pH-metru sau determinat analitic prin efectuarea titrarii acido-bazice.

1. Pentru o estimare aproximativă a concentrației de ioni de hidrogen, se utilizează adesea indicatori acido-bazici- coloranți organici, de culoarea cărora depinde pH mediu inconjurator. Cei mai populari indicatori sunt: ​​turnesol, fenolftaleina, metil portocala (metil portocala), etc. Indicatorii pot fi in 2 forme colorate diferit - fie acide, fie bazice. Schimbarea de culoare a tuturor indicatorilor are loc în intervalul lor de aciditate, adesea 1-2 unități.
2. Pentru a mări intervalul de măsurare de lucru pH aplica indicator universal, care este un amestec de mai mulți indicatori. Indicatorul universal își schimbă constant culoarea de la roșu la galben, verde, albastru la violet atunci când trece de la o regiune acidă la una alcalină. Definiții pH metoda indicatorului este dificilă pentru soluții tulburi sau colorate.
3. Utilizarea unui dispozitiv special - pH-metru - face posibilă măsurarea pHîntr-o gamă mai largă și mai precis (până la 0,01 unități pH) decât cu indicatori. Metoda ionometrică de determinare pH se bazează pe măsurarea EMF a unui circuit galvanic cu un milivoltmetru-ionometru, care include un electrod de sticlă, al cărui potențial depinde de concentrația de ioni. H+în soluția înconjurătoare. Metoda are precizie și comoditate ridicate, mai ales după calibrarea electrodului indicator în intervalul selectat pH, ceea ce face posibilă măsurarea pH soluții opace și colorate și, prin urmare, este adesea folosit.
4. Metoda analitică volumetrică — titrare acido-bazică- oferă, de asemenea, rezultate precise pentru determinarea acidității soluțiilor. O soluție de concentrație cunoscută (titrant) este adăugată prin picurare la soluția de testat. Când sunt amestecate, reactie chimica. Punctul de echivalență - momentul în care titrantul este exact suficient pentru a finaliza reacția - este fixat cu ajutorul unui indicator. După aceea, dacă se cunosc concentrația și volumul soluției de titrant adăugate, se determină aciditatea soluției.
5. pH:

0,001 mol/L acid clorhidric la 20 °C are pH=3, la 30 °C pH=3,

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

Influența temperaturii asupra valorilor pH explică disocierea diferită a ionilor de hidrogen (H +) și nu este o eroare experimentală. Efectul temperaturii nu poate fi compensat electronic pH-metru.

Rolul pH-ului în chimie și biologie.

Aciditatea mediului este importantă pentru majoritatea proceselor chimice, iar posibilitatea apariției sau rezultatului unei anumite reacții depinde adesea de pH mediu inconjurator. Pentru a menține o anumită valoare pHîn sistemul de reacție în timpul studiilor de laborator sau în producție, soluțiile tampon sunt folosite pentru a menține o valoare aproape constantă pH când este diluat sau când în soluție se adaugă cantități mici de acid sau alcali.

Indicator de hidrogen pH adesea folosit pentru a caracteriza proprietățile acido-bazice ale diferitelor medii biologice.

Pentru reacțiile biochimice, aciditatea mediului de reacție care apare în sistemele vii este de mare importanță. Concentrația ionilor de hidrogen într-o soluție afectează adesea proprietățile fizico-chimice și activitatea biologică a proteinelor și acizilor nucleici; prin urmare, menținerea homeostaziei acido-bazice este o sarcină de o importanță excepțională pentru funcționarea normală a organismului. Menținerea dinamică a optime pH fluide biologice se realizează sub acţiunea sistemelor tampon ale organismului.

LA corpul umanîn diferite organe, pH-ul este diferit.

Câteva semnificații pH.
Substanţă
electrolitul din bateriile cu plumb
Suc gastric
Suc de lamaie (solutie de acid citric 5%)
otet alimentar
Coca cola
suc de mere
Pielea unei persoane sănătoase
Ploaie acidă
Bând apă
Apă pură la 25°C
Apa de mare
Săpun (gras) pentru mâini
Amoniac
Înălbitor (înălbitor)
Soluții alcaline concentrate