Potenciometar je uređaj koji se koristi za mjerenje razlika potencijala između radne i referentne elektrode, kada su obje uronjene u otopinu od kojih se želi odrediti njegovu kiselost ili bazičnih, izražavajući to kao pH.
Na taj se način potenciometrija odnosi na analitičku metodu koja se koristi za određivanje koncentracije H + iona u tvari koja je u otopini, pomoću potenciometra i dvije gore spomenute elektrode.
U slučaju referentne elektrode ima poznati, konstantan i stabilan potencijal za razliku od radne elektrode. Potencijal koji se razvija u ovoj posljednjoj elektrodi varira u proporciji s koncentracijom H + iona koji se nalaze u otopini.
Na taj potencijal uvelike utječe i temperatura na kojoj se mjerenje provodi.
Čemu služi?
Postoji veliki broj industrijskih procesa - poput proizvodnje lijekova, prerade hrane i pročišćavanja vode - koji su vrlo osjetljivi na promjene u pH razini. Iz tog razloga je njegovo pravilno mjerenje toliko važno.
Kao što je ranije spomenuto, pH je parametar koji se koristi za mjerenje kiselosti ili lužine otopine koja je u vodenoj fazi analizom koncentracije H + iona u otopini. Zatim se pH vrijednost izračunava sljedećom jednadžbom:
pH = -log
Dakle, potenciometar se koristi za mjerenje pH tvari u otopini.
Kad je potenciometar spojen na dvije elektrode uronjene u otopinu koja se analizira, detektira razlike potencijala između radne i referentne elektrode, pojačavajući ovaj signal i pretvarajući ga u pH vrijednost koristeći jednadžbu opisanu gore.
Kako radi?
Djelovanje potenciometra temelji se na mehanizmu elektrokemijske ćelije, gdje su ioni H + uključeni u kemijsku reakciju stanice za određivanje koncentracije tih iona u otopini i na taj način dobivanje pH istog,
Kad želite pH vrijednost otopine izmjeriti potenciometrijom, koristi se potenciometar i elektroda; prvi je uređaj koji određuje pH, dok se drugi temelji na kombinaciji referentne elektrode i mjerne elektrode koja je osjetljiva na analite.
U tom smislu nastaje krug kroz koji struja struje između elektroda i otopine, pri čemu oni obavljaju funkciju akumulatora kada su uronjeni u spomenutu otopinu.
Na taj je način potenciometar dizajniran tako da generira napon jednak nuli (u jedinicama milivolta) kad ima pH jednak sedam; to jest neutralno.
Isto tako, kada je registrirano povećanje potencijalnih vrijednosti (s pozitivnim brojevima), to znači da postoje niže vrijednosti pH, a kada se opaža smanjenje - to je rast prema negativnim brojevima - govorimo o višim vrijednostima. pH.
elektrode
Mjerna (ili radna) elektroda sastoji se od uređaja u kojem se odvija ispitivana reakcija (oksidacija ili redukcija).
Iako postoji mnogo vrsta, obično se radi o staklu, sastoji se od vrlo tanke staklene membrane koja ima propusnost za H + ione iz okoliša u kojem se nalazi.
Stavljanjem toga u otopinu koja ima pH koji je različitiji od otopine prisutne u ćeliji, stvara se potencijalna razlika između dva lica membrane i ta se razlika može zabilježiti pomoću referentne elektrode.
S druge strane, referentna elektroda je uređaj koji ima karakteristike stabilnog potencijala i poznate vrijednosti, koji se obično koristi kao anoda u elektrokemijskoj ćeliji.
Primjer ove vrste elektroda je ona koja je sastavljena od srebrne žice koja je presvučena srebrnim kloridom i uronjena u razrijeđenu otopinu klorovodične kiseline, ili kalomel-zasićene referentne elektrode, poput prikazane na slici ispod.
Tako potenciometar određuje razliku potencijala koja nastaje između elektroda, mada samo potencijal radne elektrode ovisi o koncentraciji ionske vrste.
Umjeravanje potenciometra
Umjeravanje potenciometra mora se provesti poznatim puferskim otopinama (koje se nazivaju puferima ili puferskim otopinama), a koje se sastoje od sustava s praktički nepromjenjivim pH koji sadrže slabu tvar i njegove konjugirane vrste.
Svaka puferska otopina ima specifičan pH, koji može biti kiseli (pH <7), bazični (pH> 7) ili neutralan (pH = 7), a može se kupiti komercijalno kao standardiziran ili pripremljen u laboratoriju s certificiranim reagensima i primjenom utvrđenih i potvrđenih postupaka.
Kako potenciometri mjere pH vrijednost unutar raspona koji se smatra širokim, mora se znati ima li analit pH veći ili manji od sedam da bi se nastavilo s njegovom ispravnom kalibracijom.
Dakle, za uzorke za koje se očekuje da bazni pH bude bazni, treba ga kalibrirati puferskom otopinom s pH jednakom sedam i drugom s većim pH (obično se koristi jedan od pH deset).
S druge strane, za uzorke s očekivanim kiselim pH, on se kalibrira s puferskom otopinom s pH jednakom sedam i drugom s nižim pH (obično se koristi jedan od pH četiri).
Konačno, ponovna kalibracija ovog mjernog instrumenta mora se provesti prije i nakon svake uporabe, bilježeći njegove rezultate, uključujući datum i vrijeme u kojima su izvedene, te karakteristike puferskih otopina koje se koriste za njegovo upravljanje.
Reference
- Wikipedia. (SF). pH metar. Dobiveno s es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kemija, deveto izdanje. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Ph mjerenja. Dobiveno iz books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Upravljanje analitičkim laboratorijem: jednostavno i jednostavno. Dobiveno iz books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Analitička kemija za tehničare, Treće izdanje. Dobiveno iz books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Umjeravanje: Vodič za tehničare. Dobiveno iz books.google.co.ve