Inventarul problemelor de măsurare a pH-metrului
1. Măsurarea pH-ului la temperatură ridicată
Temperatura ridicată a soluției apoase se referă în general la peste 60 de grade. În această condiție, soluția are un efect de coroziune deosebit de grav asupra electrodului de sticlă, în special în domeniul pH-ului alcalin. Acest efect de coroziune provoacă deviația potențială a electrodului de sticlă și îi deteriorează performanța. .
În rezervoarele de reproducere microbiană din industria farmaceutică, de fermentație, alimentară și din alte industrii, măsurarea pH-ului necesită ca electrodul de sticlă să reziste la stimularea temperaturii înalte la 120-130 grade, adică electrodul trebuie să reziste la eroziunea soluției de temperatură înaltă.
cel
O altă problemă care trebuie rezolvată în măsurarea temperaturii ridicate este stabilitatea electrodului de referință.
Pentru a preveni dizolvarea AgCl la temperatură ridicată, se îngroașă stratul de AgCl, se adaugă AgCl solid la soluția de electrod sau se folosește AgCl monocristal ca electrod de referință; electrodul de referință poate fi conectat și în afara zonei de temperatură ridicată și conectat printr-o punte de sare.
2. măsurarea pH-ului la temperatură scăzută
La temperatură scăzută, rezistența internă a electrodului de sticlă crește brusc, așa că trebuie selectat un electrod de sticlă cu pH cu rezistență internă scăzută și se adaugă un solvent organic la soluția internă a electrodului pentru a scădea punctul de îngheț.
3. Măsurarea pH-ului soluțiilor neapoase
Soluțiile neapoase se referă la soluții compuse din solvenți neapoși, inclusiv soluții pure neapoase și soluții parțiale neapoase.
Mulți electroliți, solubili în solvenți organici, necesită, de asemenea, măsurarea pH-ului. Solvenții organici utilizați în mod obișnuit includ etanol, glicoli, eteri, amide, nitrili, cetone etc. Capacitatea lor de a dizolva electroliții este legată de constanta lor dielectrică ε. Constanta lor dielectrică este semnificativ diferită de cea a apei (apa ε{0}}.3) și poate fi mai mare sau mai mică decât apa. De exemplu, constantele dielectrice ε ale propanolului, etanolului, metanolului, glicerolului, propilenglicolului și formamidei sunt 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 și, respectiv, 109,5. Deoarece constanta dielectrică a solvenților organici este diferită de cea a apei, intervalul de pH și punctul neutru al fiecărui solvent sunt semnificativ diferite de cele ale apei.
Odată cu dezvoltarea industriei și progresul științei și tehnologiei, cercetarea privind măsurarea valorii pH-ului soluției neapoase a fost realizată treptat. Cele mai mature sunt apa grea, propanolul, etanolul, metanolul, glicerolul, propilenglicolul și formamida.
Apa pură este neutră din punct de vedere chimic, iar constanta produsului ionic Kw a apei este egală cu 10 cu -14-a putere la 250C. Mărimea „intervalului obișnuit de pH” pentru soluțiile apoase este de obicei definită ca:
-logKw=14 Prin urmare, intervalul de măsurare a pH-ului este de la 0 la 14.
Punctul neutru pHn al unei soluții apoase este valoarea pH-ului la care concentrațiile de H plus și OH- sunt egale. pHn=-1/2logKw
pHn este legat de temperatură, la 250C, pHn=,7.00, la 1000C, pHn=6.13, vezi tabelul atașat.
Intervalul de pH al solventului Z este definit ca;
cel
Intervalul de pH (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z este produsul ionic al lui Z (cunoscut și ca număr de migrare a ionilor). la 250C
Când apă Z=, intervalul de pH Kap=10-14 este de 14 pH. pHn=7
Z=acetonitril, Kap=10-28 intervalul de pH este de 28 pH. pHn=14
Z=formamidă Kap=10-17Intervalul de pH este 17pH. pHn=8.5
Notă: pH=14 în soluție apoasă înseamnă valoarea pH-ului la alcalinitatea maximă, iar pH=14 în soluția de acetonitril este doar punctul neutru. Prin urmare, trebuie acordată atenție atunci când se compară valorile pH-ului diferiților solvenți, adică nu există comparabilitate între valorile pH-ului diferiților solvenți.
Precauții la măsurarea valorii pH-ului soluțiilor neapoase:
Soluția neapoasă are o conductivitate slabă, iar între electrodul de referință și soluția măsurată se va forma un potențial de joncțiune lichid mare și instabil, rezultând erori de măsurare considerabile. Electrodul de referință este cât mai aproape de electrodul de sticlă de pH, iar penetrarea KCL a electrolitului electrodului de referință ar trebui să fie mare (penetrarea electrolitului de referință extern KCL a electrolitului trebuie să fie mare). Cel mai bine este să folosiți un electrod compozit. Datorită distanței apropiate și fixe dintre electrodul indicator și electrodul de referință din electrodul compozit, este benefic să se obțină un potențial stabil și repetabil în soluția neapoasă, iar celula de măsurare a pH-ului ar trebui să fie bine protejată.
Când măsurați emulsie (emulsie) sau soluție de ulei, este foarte important să selectați corect tipul de joncțiune lichidă, iar joncțiunea lichidă este ușor de reînnoit și curățat. Se recomandă ca joncțiunile lichide deschise sau cu manșon să fie potrivite pentru unele soluții neapoase.
Când măsurați online, controlați cu strictețe debitul (flux laminar). Evitați turbulențele.
Solventul soluției electrodului de referință ar trebui să folosească compoziția soluției măsurate ca solvent pentru a elimina potențialul instabil de joncțiune a lichidului sau să folosească o soluție de punte dublă de sare.
După măsurarea soluției neapoase, electrodul de sticlă de pH are adesea o scădere a caracteristicilor de răspuns. În acest moment, electrodul trebuie curățat cu un agent de curățare și apoi scufundat în 0.1mol/L HCL timp de câteva ore pentru a restabili electrodul.
După măsurarea soluției care conține grăsimi și proteine, electrodul poate fi scufundat într-un solvent mixt care conține pepsină puternică (Pepsin) HC timp de câteva ore și apoi clătit cu apă.
Pentru măsurarea pH-ului mediilor neapoase similare cu apa, cum ar fi apa grea și sistemul apă-alcool, electrodul de sticlă poate menține potențialul stabil pentru o lungă perioadă de timp în astfel de solvenți. După scufundarea electrodului în solvent, electrodul ajunge la echilibru și apoi folosește soluția tampon standard configurată în acest solvent pentru a calibra electrodul. Valoarea pH-ului măsurată prin această metodă este o valoare relativă a pH-ului sau o valoare a pH-ului aparent.
Pentru electrozii de măsurare a pH-ului cu soluție neapoasă, este mai bine să utilizați un electrod de sticlă cu litiu în loc de un electrod de pH din sticlă de sodiu (electrodul de pH din sticlă de litiu este albastru, iar becul electrodului de pH din sticlă de sodiu este alb). Deoarece pentru electrozii de sticlă, umiditatea este necesară pentru a forma un „strat de gel de hidratare” care răspunde la pH, electrozii de sticlă de litiu necesită mult mai puțină umiditate decât electrozii de sticlă de sodiu.
Când se măsoară non-apă, trebuie utilizat un pH-metru cu o gamă mare (dincolo de intervalul de pH 14 la scară completă),
