Et potensiometer er enheten som brukes til å måle potensialforskjellen mellom en arbeidselektrode og en referanseelektrode, når begge er nedsenket i en løsning som det er ønsket å bestemme surhet eller basalitet ved å uttrykke dette som pH.
På denne måten refererer potensiometri til den analysemetoden som er brukt for å bestemme konsentrasjonen av H + -ioner i et stoff som er i oppløsning, ved bruk av et potensiometer og de to nevnte elektroder.
Når det gjelder referanseelektroden har den et kjent, konstant og stabilt potensial i motsetning til arbeidselektroden. Potensialet som utvikler seg i denne siste elektroden varierer i forhold til konsentrasjonen av H + -ioner som finnes i løsningen.
Dette potensialet er også sterkt påvirket av temperaturen som målingen utføres ved.
Hva er den til?
Det er et stort antall industrielle prosesser - som medisinproduksjon, matforedling og vannrensing - som er svært følsomme for endringer i pH-nivåer. Av denne grunn er dens korrekte måling så viktig.
Som tidligere nevnt er pH en parameter som brukes til å måle surheten eller alkaliteten til en løsning som er i den vandige fasen ved å analysere konsentrasjonen av H + -ioner i løsningen. Deretter beregnes pH-verdien ved følgende ligning:
pH = -log
Så potensiometeret brukes til å måle pH-verdien til et stoff i oppløsning.
Når potensiometeret er koblet til de to elektrodene som er nedsenket i løsningen som skal analyseres, oppdager det potensialforskjellen mellom arbeids- og referanseelektroden, forsterker dette signalet og omdanner det til en pH-verdi ved å bruke ligningen beskrevet ovenfor.
Hvordan virker det?
Operasjonen av et potensiometer er basert på mekanismen til en elektrokjemisk celle, der H + -ioner er involvert i den kjemiske reaksjonen til cellen for å bestemme konsentrasjonen av disse ionene i løsningen og på denne måten oppnå pH av den samme .
Når du vil måle pH i en løsning med potensiometri, brukes et potensiometer og en elektrode; den første er enheten som bestemmer pH, mens den andre er basert på kombinasjonen av en referanseelektrode og en måleelektrode som er følsom for analytter.
I denne forstand dannes en krets som den elektriske strømmen strømmer mellom elektrodene og løsningen, hvor de utfører funksjonen til et batteri når de er nedsenket i den nevnte løsningen.
På denne måten er potensiometeret designet for å generere en spenning lik null (i enheter av millivolt) når den har en pH lik syv; det vil si nøytralt.
På samme måte, når en økning i potensielle verdier er registrert (med positive tall), betyr det at det er lavere pH-verdier, og når en reduksjon observeres - det er en vekst mot negative tall - vi snakker om høyere verdier. pH.
elektroder
Måleelektroden består av et apparat der reaksjonen som studeres (oksidasjon eller reduksjon) finner sted.
Selv om det er mange typer, er det generelt glass, som består av en veldig tynn glassmembran som har permeabilitet for H + -ionene i miljøet det er.
Ved å plassere dette i en løsning som har en annen pH enn den løsningen som er til stede i cellen, genereres en potensiell forskjell mellom membranens to flater, og denne forskjellen kan registreres ved hjelp av en referanseelektrode.
På den annen side er referanseelektroden en anordning som har stabile potensielle egenskaper og en kjent verdi, som normalt brukes som anode i den elektrokjemiske cellen.
Et eksempel på denne type elektroder er en som består av en sølvtråd, som er belagt med sølvklorid og nedsenket i en fortynnet saltsyreløsning, eller den calomel-mettede referanseelektroden, som den som er vist i figuren under.
Så potensiometeret bestemmer potensialforskjellen som genereres mellom elektrodene, selv om bare potensialet til arbeidselektroden avhenger av konsentrasjonen av den ioniske arten.
Kalibrering av et potensiometer
Kalibrering av et potensiometer må utføres gjennom kjente bufferløsninger (også kalt buffere eller bufferløsninger), som består av systemer med praktisk talt ufravikelig pH som inneholder et svakt stoff og dets konjugerte arter.
Hver bufferløsning har en spesifikk pH, som kan være sur (pH <7), basisk (pH> 7) eller nøytral (pH = 7), og kan kjøpes kommersielt som standardisert eller tilberedt i laboratoriet med sertifiserte reagenser og gjennom bruk av etablerte og validerte prosedyrer.
Ettersom potensiometre måler pH-verdien innenfor et område som anses for bredt, må det være kjent om analytten har en pH som er større eller mindre enn syv for å fortsette med sin riktige kalibrering.
For prøver hvis pH forventes å være basisk, bør den således kalibreres med en bufferoppløsning med en pH lik syv og en annen med en høyere pH (normalt brukes en av pH ti).
På den annen side, for prøver med en forventet sur pH, blir det kalibrert med en bufferoppløsning med en pH lik syv og en annen med en lavere pH (normalt brukes en av pH fire).
Til slutt må rekalibreringen av dette måleinstrumentet utføres før og etter hver bruk, registrere resultatene, inkludert dato og klokkeslett der de ble utført og egenskapene til bufferløsningene som ble brukt for å kontrollere det.
referanser
- Wikipedia. (SF). pH-meter. Mottatt fra es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kjemi, niende utgave. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Ph-målinger. Mottatt fra books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Administrere det analytiske laboratoriet: Vanlig og enkel. Mottatt fra books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Analytisk kjemi for teknikere, tredje utgave. Mottatt fra books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Kalibrering: En teknikerveiledning. Mottatt fra books.google.co.ve