ph متر | پی اچ متر

pH متر

PH متر ، دستگاه الکتریکی برای اندازه گیری فعالیت یون هیدروژن (اسیدیته یا قلیایی) در محلول استفاده می شود. اصولاً ، یک pH سنج از یک ولت متر متصل به یک الکترود پاسخگو به pH و یک الکترود مرجع (متغیر) است. الکترود پاسخگو به pH معمولاً شیشه ای است ، و مرجع معمولاً الکترود کلرید جیوه (کالوم) جیوه است ، اگرچه گاهی از الکترود کلرید نقره و نقره استفاده می شود. هنگامی که دو الکترود در یک محلول غوطه ور شوند ، به عنوان یک باتری عمل می کنند. الکترود شیشه ای یک پتانسیل الکتریکی (بار) را ایجاد می کند که ارتباط مستقیمی با فعالیت یون هیدروژن در محلول (59.2 میلی ولت در واحد pH با دمای 25 درجه سانتیگراد [77 درجه فارنهایت]) دارد ، و ولت متر اندازه گیری اختلاف احتمالی بین شیشه را نشان می دهد. و الکترودهای مرجع.

اگر صورتی رنگ شود ، فکر می کنم اسیدآمیز باشد - شما احتمالاً یک بار آن عبارت مفید را به همراه نیمه دوم همان قافیه آموخته اید: "و اگر رنگ آبی شود ، این یک قلیایی است." اندازه گیری اسیدها و قلیاها (پایه ها) با کاغذ شیرین کاری تقریباً همه چیز را در مدرسه می آموزند. مقایسه نوار کوچک کاغذ مرطوب خود با رنگ های موجود در نمودار بسیار ساده است و می دانید که چربی اسیدی یا قلیایی در آنچه که مقیاس pH نامیده می شود وجود دارد. اما گاهی اوقات اندازه گیری آن خیلی خام است. به عنوان مثال ، اگر از ماهی های گرمسیری نگهداری می کنید ، یا یک باغبان با نمونه هایی هستید که مانند خاک یک اسیدیته یا قلیائیت خاصی را دوست دارند ، اشتباه گرفتن از آن باعث می شود که حیوانات خانگی یا گیاهان خود را نابود کنید. به همین دلیل بسیاری از افراد در یک متر سرمایه گذاری می کنند که می تواند pH را به طور مستقیم اندازه گیری کند. pH متر چیست و چگونه کار می کنند؟ بیایید نگاه دقیق تری داشته باشیم!

عکس: تکنسین های بیمارستان دریایی ایالات متحده یک نمونه آب را از نظر میزان اسیدیته ، قلیایی و کلر آزمایش می کنند. این متر پیچیده دیجیتالی پیشرفته ، توسط هچ ساخته شده است. برای بارگیری داده از حافظه داخلی آن ، می توان به یک کامپیوتر با یک کابل USB وصل کرد ، که می تواند 500 اندازه گیری را ذخیره کند. عکس نیک د لا کروس با تقدیر از تصاویر دفاع.

اسیدیته چیست؟
عکس: بعضی از اسیدها ، مانند آب لیمو ، کاملاً بی خطر هستند. دیگران پوست شما را می سوزانند و می توانند آسیب های دائمی و دردناک ایجاد کنند.

اگر به اندازه گیری اسیدیته علاقه دارید ، به شما کمک می کند قبل از شروع بدانید که چیست! بیشتر ما فقط کمرنگترین ایده را داریم که یک اسید یا یک قلیایی چیست. ما می دانیم که این ماده ای است که می تواند پوست ما را "سوزاند" (گرچه این یک سوختگی شیمیایی است ، نه سوختن گرما) ، اما این در مورد آن است. نکته جالب تر این که ما می توانیم با خیال راحت برخی از مواد اسیدی را بخوریم (به عنوان مثال لیمو حاوی اسید سیتریک) اما سایر آنها نیست (نوشیدن یک ماده شیمیایی مانند اسید سولفوریک بسیار خطرناک است).

اسیدها و قلیاها به سادگی مواد شیمیایی هستند که در آب حل می شوند تا یونها تشکیل شوند (اتمهای با تعداد الکترونهای خیلی زیاد یا بسیار کمی). یک اسید در آب حل می شود تا یون های هیدروژن با بار مثبت تشکیل شود (H +) ، با یک اسید قوی که یون های هیدروژن بیشتری نسبت به یک ضعیف تشکیل می دهد. قلیایی (یا پایه) در آب حل می شود تا یون های هیدروکسید با بار منفی (OH2) تشکیل شود. مجدداً ، قلیاها قوی تر (که می تواند شما را به اندازه اسیدهای قوی سوزاند) بیشتر از آنهایی که ضعیف تر هستند ، تشکیل می دهند.

اثر هنری: مقیاس pH معمولاً از 0 یا 1 تا 14 ترسیم می شود. در اینجا با مثال های روزمره — است.

pH در واقع به چه معنی است؟
pH (که همیشه به آن مقدار کمی p ، H بزرگ نوشته شده است) یک ماده نشانگر این است که چه تعداد یون هیدروژن در حجم معینی از آب تشکیل می شود. در مورد آنچه "pH" در واقع معنی دارد ، توافق مطلق وجود ندارد ، اما بیشتر مردم آن را چیزی مانند "قدرت هیدروژن" یا "پتانسیل هیدروژن" تعریف می کنند. اکنون این جایی است که برای کسانی از شما که ریاضی را دوست ندارند ، گیج کننده می شود. تعریف مناسب pH این است که منهای لگاریتم فعالیت یون هیدروژن در یک محلول (یا در صورت ترجیح ، لگاریتم متقابل فعالیت یون هیدروژن در یک محلول).

گلپ معنی آن چیست؟

عکس: مقیاس pH مستقیماً به غلظت یون های هیدروژن در محلول مربوط می شود ، اما به روش ساده ای خطی نیست. رابطه همان چیزی است که ما آن را "نمایی منفی" می نامیم: هرچه pH بالاتر باشد (میزان اسیدیته پایین تر) ، یونهای هیدروژن کمتر می شوند اما تعداد یون های بسیار کمتری در pH بالا از pH پایین وجود دارد.

این ساده تر از آن است که به نظر می رسد. بیایید یک بار آن را کمی باز کنیم. فرض کنید شما در آکواریوم خود مضراتی دارید و می خواهید بدانید که آیا برای آن دسته از ماهی های فرشته ای که می خواهید نگه دارید بی خطر است یا خیر. شما pH متر خود را دریافت می کنید و آن را به "آب" می چسبانید (که در واقع ترکیبی از آب با چیزهای دیگری است که در آن حل می شود). اگر آب بسیار اسیدی باشد ، یون های هیدروژن فعال و به سختی یون های هیدروکسید وجود خواهند داشت. اگر آب بسیار قلیایی باشد ، برعکس درست خواهد بود. حال اگر آب پر از انگشتی پر از آب باشد و pH آن 1 باشد (غیرقابل باور ، فوراً اسید آور اسید ماهی) ، یک میلیون بار (10 تا قدرت 6 ، نوشته شده 106) یون های هیدروژن بیشتری وجود خواهد داشت. اگر آب خنثی باشد (نه اسیدی و نه قلیایی) ، با pH 7. به این دلیل که pH 1 به معنی 101 (که فقط 10 است) و pH 7 به معنی 107 (10 میلیون) است ، بنابراین تقسیم این دو 106 (یک میلیون) به ما می دهد. 10 میلیون میلیون (1013) یون هیدروژن بیشتر از این که آب بسیار قلیایی باشد ، با pH 14 وجود دارد. ممکن است شما اکنون ببینید که این اعداد pH مرموز از کجا آمده اند؟

فرض کنید تصمیم داریم ابزاری از اسیدیته را اختراع کنیم و آن را با خیلی اسیدی شروع کنیم و این را فراخوانی کنیم: 1. آنگاه چیزی خنثی به مراتب کمتر (یک میلیونم یا 10-6 برابر یون های هیدروژن) دارد و چیزی قلیایی هنوز تعداد کمتری خواهد داشت (این یک 10 تریلیونم یا یک 10 میلیون میلیون یا 10 تا 13 برابر تعداد بیشتر). پرداختن به این همه میلیون ها میلیارد و تریلیون گیج کننده و گیج کننده است ، بنابراین ما فقط یک لگاریتم از تعداد یون های هیدروژن را در نظر می گیریم و به قدرت ده موردی که در هر حالت دریافت می کنیم اشاره می کنیم. به عبارت دیگر ، pH به معنی ساده نگاه داشتن به (احتمالاً غول پیکر) یون های هیدروژن ، گرفتن قدرت 10 و از بین بردن علامت منهای است. این به ما pH 1 برای اسیدهای بسیار اسیدی ، pH 7 برای خنثی و pH 14 برای بسیار قلیایی می دهد. "بسیار قلیایی" روش دیگری برای گفتن فوق العاده ضعیف اسیدی است.

عکس: pH خاکها را در مریخ چگونه می سنجید؟ ساده! شما یک pH سنج را به یک کاوشگر فضای رباتیک تبدیل می کنید. کاوشگر فضایی Mars Phoenix Lander (بالایی) از این آزمایشگاه مینی شیمیایی داخلی (پایینی) برای اندازه گیری جنبه های مختلف خاک مریخ از جمله اسیدیته و غلظت فلزات استفاده کرد. عکس ها با احترام از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (NASA-JPL).

pH سنج چگونه کار می کند؟
اگر از کاغذ لمس استفاده می کنید ، هیچ یک از اینها مهم نیست. ایده اصلی این است که کاغذ رنگی کمی متفاوت در محلولهای بین pH 1 و 14 ایجاد می کند و با مقایسه کاغذ خود با نمودار رنگی می توانید بدون نگرانی از تعداد یون های هیدروژن به راحتی اسیدیته یا قلیایی را بخوانید. اما یک pH سنج به نوعی باید غلظت یون های هیدروژن را اندازه گیری کند. این چجوری اون کارو انجام میده؟

یک محلول اسیدی یون های هیدروژن با بار مثبت بسیار بیشتری نسبت به یک قلیایی دارد ، بنابراین پتانسیل بیشتری برای تولید یک جریان الکتریکی در یک وضعیت خاص دارد - به عبارت دیگر ، این کمی شبیه به باتری است که می تواند ولتاژ بیشتری تولید کند. یک pH سنج از این مزیت استفاده می کند و مانند ولت متر عمل می کند: ولتاژ (پتانسیل الکتریکی) تولید شده توسط محلول را که اسیدیته ای به آن علاقه مند هستیم اندازه گیری می کند ، آن را با ولتاژ یک محلول شناخته شده مقایسه می کند و از تفاوت ولتاژ استفاده می کند ( "اختلاف بالقوه") بین آنها برای استنباط اختلاف pH.

از چه چیزی ساخته شده است؟
یک pH معمولی دارای دو مؤلفه اصلی است: خود کنتور که می تواند یک متر سیم پیچ متحرک باشد (یکی با یک اشاره گر که در مقابل مقیاس حرکت می کند) یا یک متر دیجیتال (یکی با صفحه نمایش عددی) و یا یکی یا دو پروب که شما را به راه حلی که آزمایش می کنید وارد کنید. برای اینکه جریان برق از طریق چیزی عبور کند ، باید یک مدار الکتریکی کامل ایجاد کنید. بنابراین ، برای اینکه جریان الکتریسیته از طریق محلول آزمایش ، جریان یابد ، باید دو الکترود (پایانه های برقی) را درون آن قرار دهید. اگر pH سنج شما دو پروب دارد (مانند نمونه موجود در عکس در بالای این مقاله) ، هر یک الکترود جداگانه ای هستند. اگر فقط یک کاوشگر دارید ، هر دو الکترود برای سادگی و راحتی در داخل آن ساخته شده اند.

الکترودها مانند الکترودهای معمولی نیستند (قطعات ساده ای از سیم فلزی). هر کدام یک مجموعه مینی شیمیایی در نوع خود هستند. الکترودی که مهمترین کار را انجام می دهد ، که به آن الکترود شیشه ای گفته می شود ، یک سیم الکتریکی بر پایه نقره معلق در محلول کلرید پتاسیم ، معلق در داخل یک لامپ نازک (یا غشایی) ساخته شده از یک لیوان مخصوص حاوی نمک های فلزی (به طور معمول ترکیبات سدیم و کلسیم). الکترود دیگر الکترود مرجع نامیده می شود و یک سیم کلرید پتاسیم در محلول کلرید پتاسیم معلق است.

اثر زیر: قطعات اصلی یک pH سنج: (1) راه حل مورد آزمایش قرار می گیرد. (2) الکترود شیشه ای ، متشکل از (3) یک لایه نازک از شیشه سیلیکا که حاوی نمک های فلزی است ، در داخل آن محلول کلرید پتاسیم (4) و یک الکترود داخلی (5) ساخته شده از کلرید نقره ای / نقره ای وجود دارد. (6) یون های هیدروژن تشکیل شده در محلول آزمایش با سطح بیرونی شیشه در تعامل هستند. (7) یون های هیدروژن که در محلول کلرید پتاسیم تشکیل شده اند با سطح داخل شیشه تعامل دارند. (8) کنتور اختلاف ولتاژ بین دو طرف شیشه را اندازه گیری کرده و این "اختلاف بالقوه" را به یک pH خوانش تبدیل می کند. (9) الکترود مرجع به عنوان یک پایه یا مرجع برای اندازه گیری عمل می کند - یا می توانید به سادگی تکمیل مدار فکر کنید.

چگونه کار می کند؟
کلرید پتاسیم درون الکترود شیشه ای (در اینجا نشان داده شده در رنگ نارنجی رنگی) یک محلول خنثی با pH 7 است ، بنابراین حاوی مقدار مشخصی از یون های هیدروژن (H +) است. فرض کنید محلول ناشناخته ای که آزمایش می کنید (آبی) بسیار اسیدی تر است ، بنابراین حاوی یون های هیدروژن بسیار بیشتری است. آنچه الکترود شیشه ای انجام می دهد ، اندازه گیری اختلاف pH بین محلول پرتقال و محلول آبی با اندازه گیری اختلاف ولتاژها در تولید یون های هیدروژن است. از آنجا که ما pH محلول پرتقال را می دانیم (7) ، می توان pH محلول آبی را تشخیص داد.

انیمیشن: تبادل یونی در عمل.

چطور کار میکند؟ هنگامی که دو الکترود را درون محلول آزمایش آبی فرو می کنید ، برخی از یون های هیدروژن به سمت سطح بیرونی الکترود شیشه ای حرکت می کنند و برخی از یون های فلزی را درون آن جایگزین می کنند ، در حالی که برخی از یون های فلزی از الکترود شیشه ای به داخل آبی منتقل می شوند. راه حل. این فرآیند تعویض یونی را تبادل یونی می نامند و این مهم در کارکرد یک الکترود شیشه ای است. تعویض یون نیز در سطح داخلی الکترود شیشه ای از محلول پرتقال صورت می گیرد. دو راه حل در هر دو طرف شیشه اسیدیته متفاوتی دارند ، بنابراین مقدار متفاوتی از تعویض یونی در دو طرف شیشه صورت می گیرد. این یک میزان متفاوت از فعالیت یون هیدروژن را در دو سطح شیشه ایجاد می کند ، به این معنی که مقدار متفاوتی از بار الکتریکی بر روی آنها ایجاد می شود. این اختلاف بار به معنای آن است که یک ولتاژ کوچک (گاهی اوقات اختلاف پتانسیل نامیده می شود ، به طور معمول چند ده یا صدها میلی ولت) بین دو طرف شیشه ظاهر می شود ، که باعث ایجاد اختلاف ولتاژ بین الکترود نقره ای (5) و الکترود مرجع ( 8) اندازه گیری روی متر نشان می دهد.

اگرچه کنتور ولتاژ را اندازه می گیرد ، اما در واقع نشانگر اندازه گیری pH (یا صفحه نمایش دیجیتال) اندازه گیری pH است. هرچه اختلاف ولتاژ بین محلول های نارنجی (داخل) و آبی (خارج) بیشتر باشد ، تفاوت در فعالیت یون هیدروژن بین بزرگتر است. اگر فعالیت یون هیدروژن بیشتری در محلول آبی وجود داشته باشد ، نسبت به محلول پرتقال اسیدی تر است و کنتور آن را به عنوان pH پایین تر نشان می دهد. به همین روش ، اگر فعالیت یون هیدروژن کمتر در محلول آبی وجود داشته باشد ، کنتور این کار را به عنوان pH بالاتر (قلیایی تر) نشان می دهد.

اندازه گیری دقیق pH
برای اینکه pH متر دقیق باشد ، آنها باید به درستی کالیبره شوند (کنتور با دقت اندازه گیری ولتاژ را به اندازه گیری pH تبدیل می کند) ، بنابراین آنها معمولاً قبل از شروع استفاده از آنها نیاز به آزمایش و تنظیم دارند. شما با فرو بردن آن در بافرها (محلول های آزمایش pH شناخته شده) یک pH متر را کالیبره می کنید و متر را بر این اساس تنظیم می کنید. نکته مهم دیگر این است که اندازه گیری pH که به این روش انجام شده است به درجه حرارت بستگی دارد. برخی از متر ها دارای دماسنج داخلی هستند و با تغییر دما ، به طور خودکار اندازه گیری pH خود را اصلاح می کنند. اگر شما تعدادی از اندازه گیری های مختلف را انجام می دهید ، ممکن است نوسانات دما اتفاق بیفتد. روش دیگر ، شما می توانید اندازه گیری pH را خودتان اصلاح کنید ، یا با کالیبراسیون ابزار خود و انجام اندازه گیری pH در دمای تقریباً یکسان ، این کار را انجام دهید.

کالیبراسیون pH متر:
یک pH سنج فقط در صورت کالیبره بودن می تواند دقیق باشد. اگر نتایج بسیار دقیق مورد نیاز باشد و محیط متغیر باشد ، یا اگر شرایط کمتر خواستار باشد ، این کار باید روزانه انجام شود.

برای دستیابی به یکنواختی خوب در کل دامنه ، حداقل به دو نقطه کالیبراسیون نیاز است. تعداد بسیار کمی متر یک نکته سوم اختیاری را فراهم می کند.

اگر اندازه گیری های شما همیشه نزدیک به pH 7 (یا مقدار دو استاندارد دیگر) باشد ، کالیبراسیون با استفاده از یک نقطه واحد ممکن است کافی باشد. با این حال ، اکثر مردم از دو نقطه استفاده می کنند و معمولاً دو محلول pH پایین تر انتخاب می شوند ، به عنوان مثال. pH 4 و pH 7. اگر دقت در دامنه pH بالا از همه مهمتر است ، باید بافر کالیبراسیون pH 10 به عنوان نقطه دوم ارجحیت داشته باشد.

محلول های کالیبراسیون pH بافر هستند و pH آنها تحت تأثیر مقدار کمی از آب مقطر قرار نمی گیرد که عملا هیچ ظرفیت بافر ندارد.

برای کالیبراسیون باید از حجم کمی از محلول (معمولاً pH 7) استفاده شود. راه حل های کالیبره کننده ما در یک بطری دو قلو تهیه شده است - کمی درون مخزن داخلی فشار دهید. پیش از قرار دادن نوک در محلول کالیبراسیون و تنظیم کنتور برای خواندن مقدار pH محلول ، الکترود را با آب مقطر شستشو دهید (بطری های شستشو دستی هستند) (به دستورالعمل سنج مراجعه کنید). قبل از اندازه گیری یا تنظیم یک محلول pH دوم دوباره نوک الکترود را بشویید. پس از فرایند کالیبراسیون ، ممکن است قرائت راه حل های آزمایش انجام شود. شستشوی مختصر آب مقطر بین قرائت ها ضروری است.

ذخیره الکترودهای pH و الکترولیتها
الکترودها (پروب های pH) حاوی یک محلول الکترولیت هستند که غالباً یک محلول KOH است. این ممکن است لازم باشد بعد از یک سال یا بیشتر از خدمات رفع شود. بهتر است الكترودها در مدت زمان نگهداري مرطوب يا مرطوب نگهداري شوند. آب شیر نسبت به محلول های کالیبراسیون یا آب مقطر مناسب تر است. راه حل اختصاصی ذخیره سازی الکترود در دسترس است - برای ذخیره به APE12 در صفحه A1 مراجعه کنید. این صفحه همچنین دارای محلول های الکترولیت است.

راه حل های تمیز کردن:
بسیاری از مواد اندازه گیری شده برای pH کاملاً محلول هستند و تمیز کردن لازم نیست - اما برخی دیگر مشکل دارند و الکترود را به هم می زنند. نمونه های مشهور آن عبارتند از فرآورده های خونی ، شراب (به ویژه قرمز) و فرآورده های شیر. قبل از ذخیره پروب در محلول ذخیره سازی ، مایعات تمیز کننده مناسب باید کمی بعد از هر بار استفاده ، استفاده شود. بعضی اوقات ممکن است نیاز به یک شبه درمان در محلول تمیز کردن باشد. برخی مواد الکترودهای بد و آلوده را آلوده می کنند و در دسترس هستند. از طرف دیگر ، الکترودها ممکن است بعنوان یک مصرف کننده در نظر گرفته شوند و پس از مدتی جایگزین شوند.

قلم pH یا چوب pH:
این یک متر ترکیبی اقتصادی است که در صورت نیاز به دقت بیشتر و ویژگی های خاص مناسب نیست. این شامل اندازه گیری محلول های بسیار آلوده است ، زیرا این متر ها ارزان تر از جایگزینی الکترود در سایر متر ها هستند. یادداشتهای فوق در مورد این کنتورهای ساده کاربرد دارد. از این درپوش برای نگه داشتن اندک ذخیره یا سایر راه حلها برای نگه داشتن پروب pH در شرایط مناسب استفاده می شود.

چه کسی pH متر را اختراع کرده است؟
از چه کسی باید بخاطر این چیزهای هوشمندانه تشکر کنیم؟ اول ، شیمیدان آلمانی برنده جایزه نوبل ، فریتز هابر (1934-1868) و شاگرد وی Zygmunt Klemensiewicz (1886-1986) ایده الکترود شیشه ای را در سال 1909 توسعه دادند. وقتی آرنولد بکمن ، شیمی دان آمریکایی (2004-1900) فهمید که چگونه الکترود شیشه ای را به یک تقویت کننده و ولت متر وصل کنید تا یک ساز بسیار حساس تر تهیه کنید. در اکتبر سال 1936 به وی حق ثبت اختراع داده شد.

اثر هنری زیر: تقویت کننده اصلی آرنولد بکمن pH متر از حق ثبت اختراع خود در سال 1936. هنگامی که یک جفت الکترود (یک الکترود شیشه ای ، 14 ، در سمت چپ و یک الکترود دوم ، 15 ، در سمت راست) در محلول تست (آبی) معلق هستند ، یک ولتاژ (اختلاف بالقوه) بین آنها متناسب با pH محلول آزمایش. این دستگاه با یک آمپتور ساده که pH را نشان می دهد ، وارد یک مدار تقویت کننده لوله خلاء (نمایش داده نمی شود). از اختراع ثبت شده در ایالات متحده 2،058،761: دستگاه تست اسیدیته توسط آرنولد بکمان و همکاران ، آزمایشگاههای فنی ملی ، تقاضای دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری ایالات متحده.

pH سنج مقدمه ای برای اندازه گیری pH:
pH متر ابزاری است که برای اندازه گیری اسیدیته یا قلیایی محلول استفاده می شود - همچنین به عنوان pH شناخته می شود.

چرا اندازه گیری pH و کنترل یک مشکل است؟ الکترودهای pH به اندازه کافی طولانی بوده اند که به خوبی قابل درک بوده و به راحتی قابل استفاده هستند. مشکل از آنجا که pH یک تابع لگاریتمی است ، تغییر یک واحد pH نشان دهنده یک تغییر ده برابر در غلظت یون هیدروژن است.
pH به چه معنی است؟
اصطلاح pH از "p" ، نماد ریاضی برای لگاریتم منفی و "H" ، نماد شیمیایی هیدروژن گرفته شده است.

pH واحد اندازه گیری است که میزان اسیدیته یا قلیایی محلول را توصیف می کند. در مقیاس 0 تا 14 اندازه گیری می شود.

pH = -log [H +]

pH چقدر اندازه گیری می کند؟
مقدار pH یک ماده به طور مستقیم با نسبت یون هیدروژن [H +] و یون هیدروکسیل [OH-] مرتبط است.

اطلاعات کمی که توسط تست کننده pH ارائه می شود میزان فعالیت یک اسید یا پایه را از نظر فعالیت یون هیدروژن بیان می کند.

اگر غلظت H بیشتر از OH- باشد ، این ماده اسیدی است. یعنی اندازه گیری pH کمتر از 7 است.
اگر غلظت OH بیشتر از H باشد ، ماده اولیه است و مقدار pH آن از 7 بیشتر است.
اگر مقادیر مساوی یونهای H و OH وجود داشته باشد ، این ماده خنثی است و pH آن 7 است.
اسیدها و پایه ها به ترتیب یون های هیدروژن و هیدروکسیل آزاد دارند. رابطه بین یون های هیدروژن و یون های هیدروکسیل در محلول معین برای مجموعه ای از شرایط ثابت است ، یا می توان با دانستن دیگری تعیین کرد.

چگونه pH را اندازه گیری کنیم؟
با استفاده از اوراق بهادار یا شاخص های pH ، می توان نشانه خشن pH را بدست آورد که با تغییر در pH ، رنگ تغییر می کند. این شاخص ها از نظر صحت محدودیت هایی دارند و تفسیر صحیح آن در نمونه های رنگی یا تیره دشوار است. اندازه گیری دقیق تر pH با یک سنج سنج دیجیتال به دست می آید. یک سیستم تستر pH شامل سه بخش است: یک پروب pH ، یک الکترود pH مرجع ، و یک متر مقاومت بالا برای مقاومت در برابر فشار.

الکترودهای pH:
الکترودهای pH از یک لیوان ترکیب ویژه ساخته شده که غلظت یون هیدروژن را حس می کند ساخته می شود. این شیشه به طور معمول از یون های فلز قلیایی تشکیل شده است. یون های فلزی قلیایی شیشه و یون های هیدروژن موجود در محلول تحت یک واکنش تبادل یونی قرار می گیرند و اختلاف پتانسیل ایجاد می کنند.

در یک کاوشگر pH ترکیبی ، پرمصرف ترین نوع ، در واقع دو الکترود در یک بدن وجود دارد. یک قسمت الکترود اندازه گیری pH و دیگری الکترود مرجع نامیده می شود. پتانسیل ایجاد شده در محل اتصال بخش اندازه گیری به دلیل وجود یونهای هیدروژن آزاد موجود در محلول است.

پتانسیل بخش مرجع توسط عنصر داخلی در تماس با محلول پر کردن مرجع تولید می شود. این پتانسیل همیشه ثابت است. به طور خلاصه ، الکترود اندازه گیری pH ولتاژ متفاوتی را ارائه می دهد و الکترود مرجع یک ولتاژ ثابت به متر را تحویل می دهد.

سیگنال ولتاژ تولید شده توسط پروب pH یک سیگنال امپدانس بسیار کوچک و زیاد است. امپدانس ورودی مستلزم آن است که فقط با تجهیزات دارای مدارهای مقاومت بالا مقاومت کند.

الکترودهای pH در سبک های مختلفی برای کاربردهای آزمایشگاهی و صنعتی موجود است. همه از شیشه تشکیل شده اند و بنابراین در معرض شکستگی هستند.

الکترودها برای اندازه گیری رسانه های عمدتا آب طراحی شده اند. آنها به گونه ای طراحی نشده اند که در حلال ها مانند CCI4 مورد استفاده قرار گیرند که هیچ یونی هیدروژن آزاد ندارند.

الکترود pH به دلیل ماهیت ساخت آن ، باید در همه زمان ها مرطوب نگه داشته شود. برای عملکرد صحیح ، شیشه باید آبرسانی شود.

برای انجام فرایند تبادل یونی ، هیدراتاسیون لازم است. اگر یک سنسور pH خشک می شود ، بهتر است آن را به مدت نیم ساعت در آب شیر آب قرار دهید تا شیشه را حالت دهد.

الکترودهای pH اتصالات دارند که به محلول داخلی داخلی الکترود اندازه گیری اجازه می دهد تا در محلول اندازه گیری شده نشت کند. این اتصال ممکن است توسط ذرات موجود در محلول مسدود شود و همچنین می تواند مسمومیت توسط یون های فلزی موجود در محلول را تسهیل کند.

اگر مشکوک به یک اتصال قلاب هستید ، بهتر است سنسور را در مقداری آب گرم بخیسانید تا مواد حل شود و محل اتصال را پاک کنید. آزمایش کنندگان pH همیشه باید در شرایط مرطوب نگه داشته شوند. در صورت عدم استفاده بهتر است الكترود را در بافر 4.0 یا بافر 7.0 ذخیره كنید. حتی اگر از الکترود استفاده نشود ، هنوز پیری می کند. در قفسه ، پروب pH اگر در حالت مرطوب نگه داشته شود باید تقریباً یک سال دوام آورد.

از بین رفتن الکترود معمولاً می توان با یک واکنش تنبل ، قرائت نامنظم یا خوانش مشخص کرد که تغییر نخواهد کرد. وقتی این اتفاق بیفتد ، دیگر نمی توان کالیبره شد. الکترودهای pH شکننده هستند و طول عمر آنها محدود است. چه مدت الکترود دوام خواهد داشت با این که پروب به خوبی حفظ می شود و کاربرد pH تعیین می شود.

سیستم سخت تر است ، طول عمر آن کوتاه تر است. به همین دلیل همیشه ایده آل است که از یک سنسور pH پشتیبان تهیه کنید تا از کاهش زمان سیستم جلوگیری کنید.

کالیبراسیون همچنین بخش مهمی از نگهداری الکترود است. این اطمینان می دهد نه تنها الکترود به درستی رفتار می کند بلکه این سیستم به درستی کار می کند.

کالیبراسیون pH متر:
الکترودهای pH مانند باتری هستند. آنها با زمان و استفاده کم می شوند. با افزایش سن الکترود ، شیشه آن مقاومت را تغییر می دهد. این تغییر مقاومت پتانسیل الکترود را تغییر می دهد. به همین دلیل ، الکترودها باید به طور مرتب کالیبره شوند.

کالیبراسیون در محلول بافر pH برای این تغییر تصحیح می شود. کالیبراسیون تجهیزات pH همیشه باید از بافر 7.0 شروع شود زیرا این "نقطه صفر" است. مقیاس pH مقیاس mV معادل دارد. مقیاس mV از +420 تا -420 mV متغیر است. در pH 7.0 مقدار mV 0 است. هر تغییر pH مربوط به تغییر 60 میلی ولت ولت است. هرچه مقادیر pH اسیدی تر می شوند ، مقادیر mV بیشتر می شوند.

به عنوان مثال ، pH 4.0 با مقادیر 180 میلی ولت مطابقت دارد. با تبدیل شدن مقادیر pH ، مقادیر mV منفی تر می شوند. pH = 9 با -120 میلی ولت مطابقت دارد. کالیبراسیون pH دوگانه با استفاده از بافر 4.0 یا 10.0 دقت سیستم را بیشتر می کند.

در اینجا یک روش کلی برای اکثر سنجهای دیجیتال pH ارائه شده است. برخی از آزمایش کنندگان pH به تکنیک های کمی متفاوت نیاز دارند. لطفا دستورالعمل مراحل خاص آنها را بخوانید.

• تنظیم دما در کنتور باید مطابق با دمای بافرهای مورد استفاده باشد ، یا باید یک جبران کننده دمای اتوماتیک استفاده شود.
• در صورت استفاده از جبران دمای اتوماتیک ، pH متر را به "pH" یا "ATC" تبدیل کنید.
• الکترود تمیز را بافر با pH 7.00 با درجه حرارت اتاق تازه قرار دهید.
• خواندن pH را با استفاده از دکمه ZERO OFFSET ، STANDARDIZED یا SET دقیقاً برابر با 7.00 تنظیم کنید.
• الکترود را با آب مقطر یا دیونیزه شده بشویید. (این روش برای کالیبراسیون یک نقطه خواهد بود. از مرحله 8 برای یک کالیبراسیون دو نقطه ادامه دهید.)
• الکترود را درون بافر دوم ، با pH 4.00 یا pH 10.00 قرار دهید.
• خواندن pH را تنظیم کنید تا مقدار صحیح را با استفاده از کنترل های SLOPE ، CALIBRATE یا GAIN نمایش دهید (تنظیم درشت).
• خواندن pH را تنظیم کنید تا با استفاده از دکمه SLOPE (صحیح تنظیم) مقدار صحیح را بخوانید.

راه حل های بافر
بافرها راه حلهایی هستند که مقادیر pH ثابت دارند و توانایی مقاومت در برابر تغییرات در سطح pH را دارند. آنها برای کالیبراسیون سیستم های اندازه گیری pH (الکترود و متر) استفاده می شوند. بین خروجی یك الكترود و دیگری و همچنین تغییر در خروجی الكترودها با گذشت زمان می تواند اختلافات اندكی داشته باشد. بنابراین ، سیستم باید بصورت دوره ای کالیبره شود. بافرها با طیف گسترده ای از مقادیر pH در دسترس هستند ، و به صورت مایع از پیش تعیین شده یا به عنوان کپسول پودر خشک مناسب در دسترس هستند. اکثر آزمایش کنندگان pH به چندین مقدار خاص pH نیاز به کالیبراسیون دارند. یک کالیبراسیون معمولاً در نزدیکی نقطه ایزو پتانسیل انجام می شود (سیگنال تولید شده توسط الکترود در pH 7 0 میلی ولت در دمای 25 درجه سانتیگراد است) و یک ثانیه به طور معمول با pH 4 یا pH 10 انجام می شود. بهتر است بافر را انتخاب کنید تا حد ممکن به مقدار pH واقعی نمونه که اندازه گیری می شود نزدیک شوید.

تأثیر دما بر pH:
درجه حرارت بالاتر از 25 درجه سانتیگراد: جبران دما pH بالا را کاهش می دهد و pH کم را بالا می برد و در نتیجه مقدار آن به خنثی نزدیک تر می شود. درجه حرارت زیر 25 درجه سانتیگراد: جبران درجه حرارت pH بالا (اساسی تر) را بالا می برد و pH کم (اسیدی تر) را پایین می آورد و در نتیجه مقادیر دورتر از خنثی است.

استفاده از نیاز به جبران دما یا عدم استفاده از آن ، میزان دقت pH مورد نیاز است. به عنوان مثال ، اگر میزان دقت آن pH 0.1 ± pH باشد ، در pH 6 و درجه حرارت 45 درجه سانتیگراد (113 درجه فارنهایت) ، خطا 0.06 است ، خوب در حد نیازهای دقیق. از طرف دیگر ، با همان مقدار دقت pH ± 0.1 ± ، کارکردن در pH 10 و 55 درجه سانتیگراد (131 درجه فارنهایت) خطای 0.27 pH را به همراه دارد و باید از جبران خسارت استفاده کرد.

در صورت نیاز به جبران خسارت می توان از یکی از دو روش انجام داد. اگر دما در نوسان باشد ، باید از جبران کننده اتوماتیک استفاده شود. اگر دما در طی چند درجه سانتیگراد ثابت باشد ، می توان از جبران کننده دستی استفاده کرد. در صورت عدم نیاز به جبران کننده ، می توان یک مقاومت ثابت در سراسر پایانه های جبران کننده دما نصب کرد. هر یک از دستگاه های فوق - جبران خودکار ، جبران دستی یا مقاومت ثابت - به عنوان تابعی از مدار الکترونیکی pH سنج عمل می کند. به این ترتیب ، اطلاعات و قطعات از تولید کننده کنتور باید بدست آید. در صورت استفاده از جبران کننده های اتوماتیک ، همیشه باید در محل مشابه الکترود pH قرار داشته باشند.

هنگامی که الکترودها در بافر کالیبره می شوند ، جبران کننده دما نیز باید در بافر باشد. در یک روش مشابه ، باید یک جبران کننده دمای دستی تنظیم شود تا دمایی را نشان دهد که الکترود pH در طول هر دو کالیبراسیون و عملکرد در معرض آن باشد.

جبران دما:
جبران دما در داخل ابزار موجود است ، زیرا الکترودهای pH و اندازه گیری ها حساس به دما هستند. جبران دما ممکن است دستی یا اتوماتیک باشد. با جبران دستی ، اندازه گیری دمای جداگانه لازم است و می توان کنترل جبران دستی pH متر را با مقدار تقریبی دما تنظیم کرد. با جبران دمای اتوماتیک (ATC) ، سیگنال حاصل از یک پروب دما جداگانه در سنسور pH تغذیه می شود ، به طوری که می تواند به طور دقیق مقدار pH نمونه را در آن دما مشخص کند.

جبران دما در داخل ابزار موجود است ، زیرا الکترودهای pH و اندازه گیری ها حساس به دما هستند. جبران دما ممکن است دستی یا اتوماتیک باشد. با جبران دستی ، اندازه گیری دمای جداگانه لازم است و می توان کنترل جبران دستی pH متر را با مقدار تقریبی دما تنظیم کرد. با جبران دمای اتوماتیک (ATC) ، سیگنال حاصل از یک پروب دما جداگانه در pH سنج تغذیه می شود ، به طوری که می تواند به طور دقیق مقدار pH نمونه را در آن دما مشخص کند.

چالش های کاربرد های اندازه گیری pH:
هیچ عارضه pH برابر نیست. لیست زیر انواع مشکلی را که می توانید هنگام اندازه گیری pH و نحوه رسیدگی به آنها انتظار داشته باشید نشان می دهد.

• ابزار دقیق اغلب با ایجاد خطای تکرارپذیری ، سر و صدای اندازه گیری یا هیسترزیس دریچه منبع اختلال در سیستم های pH است.
• اگر نقاط تنظیم بر روی اجزای شیب دار منحنی های تیتراسیون باشد ، حلقه های pH درون خط ، بدون در نظر گرفتن حالت های کنترل و تنظیم ، نوسان می کنند.
• مجتمع های فرونشانی الکترود pH با خاتمه بدون محاصره در زیر سطح مایع در نهایت خاتمه مرطوب دارند.
• دریچه های کنترل کننده معرف که به سیستم تزریق داخل سیستم نزدیک نیستند ، باعث تاخیر در تحویل معرف به اندازه کافی بزرگ برای توصیف ابزارهای کلمات تجاری شما می شوند که ممکن است خارجی به نظر برسند.
• شما برای تشخیص مشکلات زایمان معرف یا به یک جریان سنج یا یک بیننده نیاز دارید.
• سیگنالهای جریان مستقیم باید با خروجی های کنترل کننده pH ضرب شوند و برای کار مستقیم شیرهای معرف یا ایجاد نقاط کنترل جریان معرف استفاده شوند.
• تأخیرهای حمل و نقل به الکترودهای pH در خانه های آنالایزر بیش از مهلت های اختلاط خواهد بود - به گونه ای که افزایش راحتی در بررسی الکترودها با کاهش راحتی در بررسی ضبط روند.
• الکترودهای تزریقی باید ترجیح دهند که هر زمان ممکن امکان استفاده از قطعات نگهدارنده را داشته باشند تا مشکلات تعمیر و نگهداری و زمان پاسخگویی را بهبود بخشند - اما همه الکترودهای تزریقی برابر نیستند.
• اگر لازم نیست آنها را کنترل کنید مخازن بزرگ خوب هستند. برای کاهش خطای کنترل ، از حجم بالادست برای کاهش مصرف معرف یا پایین دست استفاده کنید. اگر نمی توانید ذهن خود را که در آن استفاده کنید ، آرایش کنید ، آن را به پایین دست قرار دهید.
• برای اندازه گیری pH یک یا سه ، اما هرگز دو الکترود نصب نکنید.

محدوده و حساسیت:
یک منبع اصلی مشکل این است که - همانطور که مقالات بی شمار ، مقالات فنی و کتاب های درسی اشاره می کنند - مقیاس pH با غلظت یون هیدروژن از 100 تا 10-14 مول در لیتر مطابقت دارد. هیچ اندازه گیری متداول دیگری چنین محدوده عظیمی را پوشش نمی دهد.

محدودیت ذاتی دیگر این است که سنسورهای pH می توانند به تغییرات به اندازه pH 0.001 پاسخ دهند ، بنابراین ابزارها می توانند تغییرات غلظت یون هیدروژن را به اندازه 5x10-10 مول در لیتر با pH 7 ردیابی کنند. هیچ اندازه گیری متداول دیگری چنین حساسیت فوق العاده ای ندارد.

با استفاده از دریچه های کنترل پی در پی کوچکتر که دارای موقعیت یابی کارایی بالا هستند می توان محدودیت و محدودیت حساسیت را برطرف کرد.

pH متر:

س: pH چیست؟

پاسخ: pH اندازه گیری میزان اسیدیته یا قلیائیت یک ماده است. ابزارهای مدرن اندازه گیری pH را تقریباً به اندازه اندازه گیری دما انجام داده اند.

س: برای استفاده از بافر pH چه نکاتی می توانید ارائه دهید؟

پاسخ: این راه حل ها با مقدار شناخته شده pH به کاربر اجازه می دهد تا pH سنج را انجام دهد تا اندازه گیری های دقیقی انجام دهد.
برای بالاترین دقت:
• استاندارد سازی باید با محلول های بافر تازه انجام شود.
• بافرهای مورد استفاده باید دامنه pH را برای نمونه های مورد آزمایش قرار دهند.
• بافرها باید در همان دمای نمونه ها باشند. (به عنوان مثال ؛ اگر تمام نمونه های شما در دمای 50 درجه سانتیگراد است ، بافر خود را با استفاده از یک بشقاب در یک حمام آب با دمای 50 درجه سانتیگراد گرم کنید.)
• مقادیر بافر به درجه حرارت بستگی دارد. در جدول زیر مقادیر NIST بافرهای pH در دماهای مختلف آورده شده است.

جدول مقادیر NIST از بافرهای pH در دماهای مختلف

س: چگونه می توانم اندازه گیری pH قابل اعتماد داشته باشم؟

پاسخ: در اینجا چند مرحله اساسی وجود دارد که به شما کمک می کنند اندازه گیری pH بهتر و مطمئن تری داشته باشید:
• قبل از استفاده الکترودهای جدید را خیس کنید! مخلوط 50/50 از بافر pH 4 و کلرید پتاسیم اشباع شده یک محلول خیس عالی است.
• اجزای الکترود مرجع باید دارای جریان آزاد باشند تا محلول داخلی بتواند با محلول نمونه تماس برقرار کند. در یک شرایط تمیز ، فر را حفظ کنید.
• برای کالیبراسیون از بافرهای تازه استفاده کنید
• دما عملکرد الکترود را تحت تأثیر قرار می دهد. از جبران درجه حرارت استفاده کنید یا تمام نمونه ها و استانداردها را در دمای یکسان نگه دارید.
• مرتباً کالیبره کنید

س: جبران دمای اتوماتیک (ATC) چیست؟

پاسخ: اثر درجه حرارت محلول
هنگامی که افزایش یا کاهش درجه حرارت یک محلول وجود دارد ، pH محلول می تواند تغییر کند. این تغییر خطایی نیست که ناشی از تغییر دما است؛ این pH واقعی محلول در دمای جدید است. از آنجا که این یک خطا نیست ، دیگر نیازی به اصلاح یا جبران اثر درجه حرارت محلول نیست.

اثر دما الکترود pH
در اندازه گیری pH فقط یک اثر دما وجود دارد که می تواند باعث خطا در خوانش شود. این تغییر در پاسخ (یا حساسیت) الکترود به pH است که از تغییرات دمای نمونه ها حاصل می شود. این تنها خطای قابل قبول قابل پیش بینی به دلیل تغییر دما است و تنها عامل مرتبط با دما است که ابزارهای pH با جبران دما می توانند آنرا تصحیح کنند. این خطای دما بسیار نزدیک به 0.003 pH / ° C / pH و به دور از pH 7 است. اگر نمونه ای بدون استفاده از کاوشگر دمای اتوماتیک اندازه گیری شود ، باید دمای محلول ها به صورت دستی وارد کنتور شود تا بتواند از این نظر حساب کند. خطا

س: چگونه می توان الكترود را در هنگام استفاده ذخیره كرد؟
پاسخ: الكترودها باید در محلول ذخیره الكترود (025 192) بین قرائت ها و برای مدت كوتاه مدت ذخیره شوند. اگر محلول ذخیره سازی به راحتی در دسترس نباشد ، الکترودهای پر از مایع را می توان در محلول بافر pH 4.0 ذخیره کرد. برای بازگشت الکترود به ذخیره طولانی مدت ، آن را در همان شرایطی که دریافت کرده اید آماده کنید. معمولاً این به معنای مرطوب کردن و تعویض درپوش انتهایی الکترودهای پر از ژل برای محافظت و نگه داشتن غشاء سنجش است. برای ذخیره الکترودهای مرجع و ترکیبی از مایع ، با الکترولیت دوباره پر کنید ، سوراخ پر کنید و کلاه پلاستیکی محافظ را مرطوب کرده و جایگزین کنید.

نکته مهم: هرگز الکترود را در آب مقطر یا دیونیزه ذخیره نکنید. این ممکن است به واکنش کند و کندی منجر شود.

س: چگونه باید الکترود pH تمیز شود؟

پاسخ: غشای شیشه ای کثیف معمولاً هنگام ریختن با آب مقطر توسط دانه های آب تشکیل شده روی لامپ نشان داده می شود. لامپ را می توان به شرح زیر تمیز کرد:

• برای لایه های پروتئینی ، در محلول تازه تهیه شده 1٪ پپسین در 0.1N هیدروکلراید به مدت 30 دقیقه خیس کنید.
• برای رسوبات معدنی ، با محلول 1M EDTA ، آمونیاک 2M یا اسید 2M بشویید.
• برای گریس و فیلم های مشابه ، با استون ، متانول و غیره بشویید.

س: چگونه می توان یک الکترود را مورد بازسازی قرار داد؟

پاسخ: استفاده طولانی مدت ، غوطه وری بیش از حد قلیایی یا کار با درجه حرارت بالا باعث آبشویی سطح شیشه غشاها می شود. نتیجه آن بسیار پر سر و صدا و / یا پاسخ کاهنده است که با تمیز کردن الکترود نمی توان به سادگی از بین رفت. اگر این اتفاق بیفتد ، روشهای زیر غالباً ثبات و حساسیت به pH را ایجاد می کنند. همیشه قبل از استفاده از این روشها ، مصالح ساختمانی الکترود را در نظر بگیرید.

1. محفظه مرجع را خالی کنید ، با آب دیونیزه شده را بشویید ، خالی کنید و با محلول پر شده مشخص شده را دوباره پر کنید.
2. الکترود را در الکترولیت مرجع داغ (50 درجه سانتیگراد - 60 درجه سانتیگراد) خیس کنید.
3. الکترود را یک شبه در بافر pH 4 خیس کنید.
4- هرگونه رسوب نمکی خارجی را با آب مقطر جدا کنید.
5- اگر محلول پرکننده تا این لحظه از محل اتصال عبور نمی کند (عموماً به دلیل تخلخل اتصال غیرمعمول کم) ، از مکش ملایم استفاده کنید تا محلول پر کننده را از طریق محل اتصال بکشید و از مرحله 2 تکرار کنید.

6. گاهی اوقات گرفتگی مواد اتصال دهنده نیاز به اقدامات شدیدتر دارد. در صورت عدم موفقیت موارد فوق ، به شرح زیر عمل کنید:

یک در صورت امکان از یک حلال مخصوص محلول یا ماده ای که اتصال را وصل می کند استفاده کنید.
ب غشاء را در طول شب در 0.1 M HCI خیس کنید.
ج اگر اندازه گیری هایی در نمونه های حاوی پروتئین انجام شده است ، با خیساندن لامپ الکترود در 0.1 میلی لیتر هیدروکلراید حاوی 1٪ پپسین ، رسوبات پروتئین را حذف کنید.
د از مرحله 1 تکرار کنید.

در صورت عدم موفقیت همه ، الکترود باید با خیال راحت دور ریخته و جایگزین شود.

اندازه گیری pH: شاخص ها ، کاغذ و متر
pH اندازه گیری غلظت یون های هیدروونیوم (H3O +) در محلول آبی است. این در مقیاس لگاریتمی منفی از 0 تا 14 اندازه گیری می شود. محلول های اسیدی زیر pH 7 است که 0 اسیدی ترین آنها است. راه حل های اساسی بالاتر از pH 7 هستند که پایه اصلی آنها 14 است. یک محلول با pH 7 خنثی در نظر گرفته می شود. نمونه ای از محلول خنثی ، آب خالص در دمای اتاق است.

در کلاس علوم فعالیت های زیادی وجود دارد که نیاز به آزمایش pH دارد. آنها شامل عناوین شیمی ، آزمایش کیفیت آب علوم زیست محیطی و آزمایشگاههای فرآیندهای بیولوژیکی هستند. از آنجا که معلمان علوم برنامه ریزی این فعالیت ها را انجام می دهند ، ممکن است آنها از انواع گزینه های آزمایش موجود ، از جمله نشانگرهای pH مایع ، مقالات آزمایش pH و pH سنجها غافل شوند. برخی فعالیت ها به روشنی نوع ابزار اندازه گیری مورد استفاده را مشخص می کنند ، در حالی که برخی دیگر این کار را نمی کنند. برای اطلاعات در مورد شاخص های pH ، مقالات تست pH و pH سنج ها بخوانید.

گزینه 1: شاخص های pH
شاخص های پایه اسید مایع اسیدهای آلی ضعیف یا پایه هایی هستند که به شکل های مختلف اسیدی و پایه ای در رنگ های مختلف وجود دارند. شاخص دارای محدوده pH خاصی است که از آن در فرم اسید به فرم پایه تغییر می کند. یک شاخص در خارج از محدوده pH آن مفید نیست زیرا این شاخص نسبت به این مقادیر pH تغییر رنگ نمی دهد.

برخی از پرکاربردترین ابزارهای آزمایش pH ، شاخصهای pH هستند ، از جمله فنل فتالین (دامنه pH 8.2 تا 10.0 ؛ بی رنگ تا صورتی) ، برمیتیمول آبی (دامنه pH 6.0 تا 7.6 ؛ زرد تا آبی) و لپه (دامنه pH 4.5 تا 8.3 ؛ قرمز به آبی).

شاخص های جهانی مخلوطی از چندین شاخص pH مختلف هستند که دامنه pH را که در آن کار می کنند گسترش می دهد. شاخص جهانی بوگن ترکیبی از متیل قرمز ، برمتیومول آبی و فنل فتالایین است و در مراحل رنگی گسسته در pH گسترده ای از 4.0 تا 10.0 را نشان می دهد.

شاخص های مایع به ویژه در تیتراسیون اسید پایه مفید هستند ، جایی که یک تغییر قابل توجه pH در نزدیکی نقطه هم ارزی رخ می دهد. یک شاخص pH را انتخاب کنید که دامنه pH آن در محدوده تغییر pH واکنش باشد. شاخص های pH نیز معمولاً برای انجام سریع چک کردن بر روی pH نمونه های آب (آکواریوم ، استخر ، آب آشامیدنی) استفاده می شود. این روش اندازه گیری pH سریع ، ارزان و آسان است.

اشکالاتی در استفاده از شاخص های pH وجود دارد. نمونه آزمایش باید نسبتاً بی رنگ باشد تا به وضوح تغییر رنگ نشانگر را مشاهده کند. همچنین ، شاخص ها ذاتاً pH را با دقت کم اندازه گیری می کنند.

گزینه 2: کاغذ تست pH:
کاغذ لیتموس احتمالاً آشناترین کاغذ pH است. این ماده برای تست گسترده ای که آیا یک محلول اسیدی یا اساسی است و در 3 نوع وجود دارد - قرمز ، آبی و خنثی است. لكموس قرمز در محلولهای اساسی به رنگ آبی در می آید ، لكموس آبی در محلول اسیدی به رنگ قرمز تبدیل می شود و لكموس خنثی (معمولاً بنفش) در محلول های اسیدی و آبی در محلول های پایه قرمز می شود. برای پیدا کردن pH خاص یک نمونه ، به یک کاغذ یا نوار تست pH احتیاج دارید که دقیق تر از نوار لیموز باشد.

مقالات دقیق تر یا نوارهای تست pH می توانند نتایج آزمایش را به 0.2 واحد pH کاهش دهند. تعداد زیادی از مقالات و نوارهای تست pH در دسترس هستند ، از طیف وسیعی از pH ، حساسیت کم به دامنه pH باریک ، حساسیت بالا.

استفاده از نوارها و مقالات pH فواید زیادی دارد. مانند راه حل های نشانگر ، آنها سریع و آسان قابل استفاده هستند و در مقایسه با pH متر ها بسیار ارزان تر هستند. مقالات pH قابل حمل ، آسان برای ذخیره و مناسب برای کارهای میدانی هستند. در کلاسهای درس ، نوارهای pH را می توان در یک نوت بوک آزمایشگاه چسباند تا نتایج تجربی حفظ شود.

در حالی که نوارها و مقالات pH دقت و دقت بیشتری نسبت به شاخص های مایع دارند ، اما باز هم نسبت به pH متر پایین تر هستند. رنگ محلول و کدورت نیز نگران کننده هنگام استفاده از نوارهای pH و مقالات است. solutions محلول های بی رنگ بهترین نتیجه را دارند.

گزینه 3: pH متر
دقیق ترین از 3 گزینه آزمایش ، pH سنجی pH محلول را با اندازه گیری اختلاف پتانسیل الکتریکی بین الکترود pH و یک الکترود مرجع اندازه گیری می کند. سپس کنتور این پتانسیل را در خوانش pH مخفی می کند. آنها سطح خواندن را به 0.01 واحد pH ارائه می دهند ، و برای کارهای پیشرفته علمی ، دانشگاهی یا تحقیقاتی که به این سطح از دقت نیاز دارند ، مفید هستند.

کنتورهای قابل حمل و pH قابل حمل برای کار در مزرعه یا بررسی سریع pH در آزمایشگاه عالی هستند. pH مترهای نیمکت معمولاً دقیق تر هستند و گزینه های آزمایش بیشتری را ارائه می دهند.

کنتورهای pH به کالیبراسیون و نگهداری بیشتر از سایر تجهیزات تست pH نیاز دارند. ضروری است که الکترودهای کنتور مطابق دستورالعمل سازنده تمیز و نگه داشته شده یا جایگزین شوند.

برخی از مزایای اضافه شده برای استفاده از متر وجود دارد. بسیاری از مترها همچنین مواد جامد محلول ، هدایت الکتریکی و دما را اندازه گیری می کنند. راحتی این چند کاره اغلب می تواند نقطه قیمت استفاده کلاس را توجیه کند.

آزمایش pH در کلاس شما و اقدامات مناسب برای ذخیره سازی
اگر در کلاس علوم آزمایشگاه های مرطوب خود را انجام می دهید ، به احتمال زیاد نیاز دارید که در بعضی از موارد pH را آزمایش کنید. هنگام انتخاب یک روش تست pH ، هزینه ، دقت ، دقت ، قابلیت حمل و راحتی را در نظر بگیرید.

خواه یک شاخص pH ، نوارهای pH یا pH سنج را انتخاب کنید ، حتماً ابزار اندازه گیری را به درستی ذخیره کنید. همیشه نوارهای آزمایشی را در ظروف اصلی آنها یا در یک ظرف محکم دیگر نگهدارید. آنها را در معرض رطوبت یا درجه حرارت شدید قرار ندهید. شاخص های مایع و برخی نوارهای آزمایش ممکن است تاریخ انقضا داشته باشند. همچنین هرگونه دستورالعمل مخصوص ذخیره سازی را یادداشت و دنبال کنید. قبل از استفاده ، نشانگر یا نوارهای خود را در محلول با pH شناخته شده (به غیر از آب) آزمایش کنید تا مطمئن شوید که آنها به درستی کار می کنند. اگر مقدار pH مورد انتظار را ندادند ، یک منبع تازه را دور ریخته و سفارش دهید.

برای ذخیره طولانی مدت کنتورهای دستی ، باتری ها را حذف کنید تا خطر خوردگی ، نشت باتری یا انفجار و صدمه به واحد به حداقل برسد. نه واحدهای دستی و نه متر مربع نباید در شرایط شدید و یا در محیط مرطوب نگهداری شوند. برای ذخیره سازی مناسب همیشه به راهنمای تولید کننده مراجعه کنید.

درک اندازه گیری pH:
در دنیای فرآیند ، pH پارامتر مهمی است که باید اندازه گیری و کنترل شود.

pH محلول نشان می دهد که اسیدی یا پایه (قلیایی) چقدر است.
اصطلاح pH مقادیر غلظت یون هیدروژن را ترجمه می کند
- که معمولاً بین 1 و 10 گرم برابر -14 گرم است
در هر لیتر - به عدد بین 0 تا 14.

در مقیاس pH ، یک محلول بسیار اسیدی دارای مقدار pH کم مانند 0 ، 1 یا 2 است (که مربوط به غلظت زیادی از یون های هیدروژن است.
10 0 0 ، 10 x -1 یا 10 x-معادل گرم در هر لیتر) در حالی که بسیار اساسی است
محلول مقدار pH بالایی دارد ، مانند 12 ، 13 یا 14 که مطابقت دارد
به تعداد کمی از یونهای هیدروژن (10 x-12 ، 10 x -13 یا 10 x -14) معادل گرم در هر لیتر).
یک محلول خنثی مانند آب دارای pH تقریباً 7 است.یک حلقه اندازه گیری pH از سه جزء ، یعنی pH تشکیل شده استسنسور ، که شامل یک الکترود اندازه گیری ، الکترود مرجع ،و یک سنسور دما. پیش تقویت کننده؛ و آنالایزر یا فرستنده.یک حلقه اندازه گیری pH در اصل باتری است که در آن مثبت است.ترمینال الکترود اندازه گیری و ترمینال منفی است.
الکترود مرجع. الکترود اندازه گیری ، که به آن حساس است
یون هیدروژن ، پتانسیل (ولتاژ) مستقیمی را با آن ایجاد می کند
غلظت یون هیدروژن محلول. مرجع
الکترود پتانسیل پایداری را در برابر اندازه گیری فراهم می کند
الکترود را می توان مقایسه کرد.

سنسور pH معمولی:

وقتی در محلول غوطه ور شوید ، پتانسیل الکترود مرجع
با تغییر غلظت یون هیدروژن تغییر نمی کند.
یک راه حل در الکترود مرجع همچنین با آن ارتباط برقرار می کند
محلول نمونه و الکترود اندازه گیری از طریق اتصال ،
تکمیل مدار خروجی الکترود اندازه گیری تغییر می کند
با درجه حرارت (حتی اگر روند در pH ثابت باقی بماند) ،
بنابراین یک سنسور دما برای اصلاح این تغییر لازم است
خروجی این کار در نرم افزار آنالایزر یا فرستنده انجام می شود.

اجزای حسگر pH معمولاً در یک دستگاه ترکیب می شوند
الکترود pH ترکیبی نامیده می شود. الکترود اندازه گیری است
معمولاً شیشه ای و کاملاً شکننده است. تحولات اخیر جایگزین شده است
شیشه ای با سنسورهای حالت جامد با دوام تر. پیش تقویت کننده
دستگاه تهویه سیگنال است PH مقاومت در برابر امپدانس بالا را می گیرد
سیگنال الکترود و آن را به سیگنال امپدانس بالا تبدیل می کند
آنالایزر یا فرستنده می تواند بپذیرد. پیش تقویت کننده نیز
سیگنال را تقویت و تثبیت می کند ، و این حساسیت را کمتر می کند
به سر و صدای الکتریکی

سپس سیگنال الکتریکی سنسور نمایش داده می شود. این معمولاً است
در یک آنالایزر قدرت 120/240 ولت و یا با ولتاژ 24 ولت DC انجام می شود
فرستنده.

علاوه بر این ، آنالایزر یا فرستنده دستگاه انسان دارد
رابط برای کالیبره کردن سنسور و پیکربندی خروجی ها
اگر کنترل pH در حال انجام است ، هشدار دهنده است.

در نظر داشته باشید ، الزامات برنامه باید با دقت انجام شود
در هنگام انتخاب الکترود pH در نظر گرفته شده است. اندازه گیری دقیق pH
و کنترل دقیق نتیجه ای که می تواند داشته باشد ، می تواند طولانی شود
راه بهینه سازی فرآیند و منجر به افزایش محصول می شود
کیفیت و قوام. اندازه گیری pH دقیق و پایدار نیز
کنترل و اغلب استفاده از مواد شیمیایی را کاهش می دهد و سیستم را به حداقل می رساند
نگهداری و هزینه.

سیستم را روشن و فعال کنید.
الکترودهای pH سیستم برای تمیز کردن نیاز به نگهداری دوره ای دارند
و آنها را کالیبره کنید. مدت زمان بین تمیز کردن و
کالیبراسیون بستگی به شرایط فرآیند و دقت کاربر دارد
و انتظارات ثبات اضافه کاری ، خواص برقی
اندازه گیری و تغییر الکترود مرجع. کالیبراسیون در
محلول های pH با ارزش شناخته شده به نام بافر برای برخی از آنها اصلاح می شود
از این تغییرات تمیز کردن سنسور اندازه گیری و مرجع
محل اتصال نیز کمک خواهد کرد. با این حال ، به همان اندازه که باتری ها عمر محدود دارند ،
طول عمر الکترود pH نیز محدود است. حتی در "دوستانه ترین"
محیط ، الکترودهای pH باید در نهایت جایگزین شوند.

از مقاله تام گریفیتس ، هانیول

اندازه گیری pH
اندازه گیری بسیار مهم در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی مایع
(صنعتی ، دارویی ، تولیدی ، تولید مواد غذایی و غیره)
pH است: اندازه گیری غلظت یون هیدروژن در a
محلول مایع به یک محلول با مقدار pH پایین "اسید" گفته می شود.
در حالی که یکی با pH بالا "سوزناک" نامیده می شود. مقیاس pH مشترک
از 0 (اسید قوی) تا 14 (سوز آور قوی) گسترش می یابد ، با 7 در
وسط نمایانگر آب خالص (خنثی):

pH به شرح زیر تعریف می شود: حرف کوچک "p" در pH مخفف عبارت است
لگاریتم منفی مشترک (پایه ده) ، در حالی که حرف مورد بزرگ است
"H" مخفف عنصر هیدروژن است. بنابراین ، pH یک لگاریتمی است
اندازه گیری تعداد مول یون های هیدروژن (H +) در هر لیتر
راه حل اتفاقاً پیشوند "p" با انواع دیگر نیز استفاده می شود
اندازه گیری شیمیایی که در آن مقیاس لگاریتمی مورد نظر است ، pCO2
(دی اکسید کربن) و pO2 (اکسیژن) دو نمونه از این دست هستند.

مقیاس pH لگاریتمی مانند این عمل می کند: محلول با 10-12 مول
یون های H + در هر لیتر دارای pH 12 است؛ محلول با 10-3 مول H +
یون ها در هر لیتر دارای pH برابر با 3 است. در حالی که بسیار غیر معمول است ، چنین وجود دارد
چیزی به عنوان یک اسید با اندازه گیری pH زیر 0 و یک سوز آور با
pH بالاتر از 14. چنین راه حلهایی کاملاً متمرکز هستند
و بسیار واکنش پذیر است.

در حالی که pH را می توان با تغییر رنگ در پودرهای شیمیایی خاص اندازه گیری کرد
("نوار لگوموس") نمونه خوبی از شیمی دبیرستان است
کلاس) ، نظارت مداوم فرایند و کنترل pH به یک مورد نیاز است
رویکرد پیچیده تر. متداول ترین روش استفاده است
یک الکترود به ویژه آماده شده برای ایجاد یون های هیدروژن در
راه حل مهاجرت از طریق یک سد انتخابی ، تولید یک
اختلاف پتانسیل (ولتاژ) قابل اندازه گیری متناسب با محلول
pH:

طراحی و تئوری عملیاتی الکترودهای pH بسیار پیچیده است
موضوع ، فقط به طور خلاصه در اینجا کاوش شده است. آنچه برای درک مهم است
که این دو الکترود یک ولتاژ به طور مستقیم متناسب با تولید می کنند
pH محلول در pH 7 (خنثی) ، الکترودها تولید می کنند
0 ولت بین آنها. در pH پایین (اسید) ولتاژ ایجاد می شود
از یک قطب ، و در pH بالا (سوزاننده) یک ولتاژ ایجاد می شود
از قطب مخالف.

محدودیت طراحی ناخوشایند الکترودهای pH این است که یکی از آنها
(الکترود اندازه گیری نامیده می شود) باید از ویژه ساخته شود
شیشه برای ایجاد سد یون انتخابی مورد نیاز برای غربالگری هیدروژن
یونها از همه یونهای دیگر که در محلول شناور هستند. این لیوان است
از نظر شیمیایی با یون های لیتیوم دوپ شده است ، همین امر باعث واکنش آن می شود
الکتروشیمیایی به یون های هیدروژن. البته شیشه دقیقاً چیزی نیست که باشد
شما "هادی" می نامید بلکه یک عایق بسیار خوب است.
اگر هدف ما اندازه گیری ولتاژ بین باشد ، این یک مشکل اساسی ایجاد می کند
دو الکترود. مسیر مدار از یک تماس الکترود ، از طریق
سد شیشه ای ، از طریق محلول ، به الکترود دیگر و پشت
از طریق تماس الکترود دیگر ، یکی از مقاومت بسیار بالا است.

الکترود دیگر (الکترود مرجع نامیده می شود) از a ساخته شده است
محلول شیمیایی محلول بافر pH خنثی (7) پتاسیم
کلرید) مجاز به تبادل یون ها با محلول فرآیند از طریق الف
جداکننده متخلخل ، تشکیل یک اتصال مقاومت نسبتاً کم به
تست مایع در ابتدا ، ممکن است یک شخص تمایل به پرسیدن داشته باشد: چرا فقط یک فلز را فرو نبرید
سیم را به محلول وصل کنید تا یک اتصال الکتریکی به مایع برسید؟
دلیل این امر کار نخواهد کرد زیرا فلزات بسیار واکنشی نشان می دهند
در محلول های یونی و تولید ولتاژ قابل توجهی در سراسر
رابط تماس فلز به مایع. استفاده از رابط شیمیایی مرطوب
برای جلوگیری از ایجاد چنین ولتاژ ، با استفاده از محلول اندازه گیری ،
که البته به اشتباه توسط هر دستگاه اندازه گیری تفسیر می شود
به عنوان نشان دهنده pH است.

در اینجا نمونه ای از ساخت الکترود اندازه گیری آورده شده است.
توجه داشته باشید که غشاء و فرآیندهای غشایی شیشه نازک لیتیوم که pH آن را در بر می گیرد
ولتاژ تولید می شود:

در اینجا تصویری از ساخت الکترود مرجع آورده شده است.
محل اتصال متخلخل نشان داده شده در پایین الکترود جایی است که
بافر کلرید پتاسیم و رابط مایع با یکدیگر پردازش می کنند:

هدف از اندازه گیری الکترود تولید ولتاژ است
برای اندازه گیری pH محلول استفاده می شود. این ولتاژ در سراسر ظاهر می شود
ضخامت شیشه ، قرار دادن سیم نقره در یک طرف ولتاژ
و از طرف دیگر محلول مایع. هدف الکترود مرجع
این است که اتصال پایدار و ولتاژ صفر به محلول مایع ارائه دهید
به طوری که می توان مدار کاملی برای اندازه گیری الکترود شیشه ای ایجاد کرد
ولتاژ. در حالی که اتصال الکترود مرجع به مایع آزمایش است
مقاومت الکترود شیشه ای ممکن است تنها چند کیلو اهم باشد
بسته به الکترود از ده تا نه صد مگا اهم متغیر است
طرح! با توجه به اینکه هر جریان در این مدار باید از هر دو عبور کند
مقاومت الکترودها (و مقاومت ارائه شده توسط مایع آزمایش
خود) ، این مقاومت ها با یکدیگر سری هستند و بنابراین
اضافه کنید تا یک جمع حتی بیشتر شود.

ولت متر معمولی یا حتی ولت متر دیجیتال بسیار کم از آن دارد
مقاومت داخلی برای اندازه گیری ولتاژ در چنین مدار با مقاومت بالا.
نمودار مدار معادل یک مدار پروب pH معمولی را نشان می دهد
مشکل:

حتی یک جریان مدار بسیار کوچک که از طریق مقاومتهای بالا حرکت می کند
هر یک از اجزای موجود در مدار (مخصوصاً الکترود اندازه گیری)
غشای شیشه ای) ، افت ولتاژ نسبتاً قابل توجهی ایجاد می کند
در سراسر این مقاومت ها ، به طور جدی ولتاژ مشاهده شده توسط
متر بدتر شدن این واقعیت است که دیفرانسیل ولتاژ است
تولید شده توسط الکترود اندازه گیری در میلی ولت بسیار کوچک است
دامنه (در حالت ایده آل 59.16 میلی لیتر در واحد pH در دمای اتاق).
متر استفاده شده برای این کار باید بسیار حساس باشد و دارای شدت فوق العاده ای باشد
مقاومت ورودی بالا.

رایج ترین راه حل برای این مشکل اندازه گیری ، استفاده از آن است
متر اندازه گیری شده با مقاومت داخلی بسیار بالا برای اندازه گیری
ولتاژ الکترود ، به عنوان جریان کمترین جریان را از طریق مدار جلب می کند
تا حد ممکن. با اجزای نیمه هادی مدرن ، یک ولت متر با
مقاومت ورودی تا 1017 O با کمی مشکل ایجاد می شود.

روش دیگر ، که بندرت در کاربردهای معاصر دیده می شود ، استفاده از a
اندازه گیری ولتاژ پتانسیومتری "تهی تعادل" برای اندازه گیری
این ولتاژ بدون رساندن جریان از مدار تحت آزمایش.
اگر یک تکنسین مایل به بررسی ولتاژ ولتاژ بین یک جفت است
الکترودهای pH ، این احتمالاً عملی ترین وسیله است
انجام این کار فقط با استفاده از تجهیزات اندازه گیری استاندارد بنچاپ:

طبق معمول ، ولتاژ دقیق ولتاژ توسط تنظیم می شود
تکنسین تا زمانی که ردیاب تهی صفر و سپس ولت متر را ثبت کند
به طور موازی با عرضه متصل می شود برای به دست آوردن a
ولتاژ خواندن با ردیابی "آشکارساز" (ثبت صفر) ،
باید جریان صفر در مدار الکترود pH وجود داشته باشد ، و بنابراین
هیچ ولتاژ در برابر مقاومت هر یک از الکترود کاهش نیافته است
ولتاژ الکترود واقعی در پایانه های ولت متر.

نیاز سیم کشی برای الکترودهای pH حتی شدیدتر است
از سیم کشی ترموکوپل ، خواستار اتصالات بسیار تمیز و
مسافت های کوتاه سیم (10 متری یا کمتر ، حتی با روکش طلا)
مخاطبین و کابل محافظ) برای اندازه گیری دقیق و قابل اعتماد.
با این حال ، مانند ترموکوپل ها ، مضرات الکترود است
اندازه گیری pH با مزایا جبران می شود: دقت خوب و
سادگی فنی نسبی.

تعداد کمی از فن آوری های ابزار دقیق هیجان و عرفان را القا می کنند
با اندازه گیری pH فرماندهی می شود ، زیرا بسیار فهمیده می شود
و عیب یابی بدون شرح دقیق در مورد شیمی
در مورد اندازه گیری pH ، چند کلمه از خرد را می توان در اینجا بیان کرد
سیستم های اندازه گیری pH:

تمام الکترودهای pH یک عمر محدود دارند و طول عمر آن به میزان زیادی بستگی دارد
در نوع و شدت خدمات در برخی از برنامه ها ، الکترود pH
عمر یک ماه ممکن است طولانی در نظر گرفته شود و در برنامه های دیگر
انتظار می رود که الکترودهای مشابه بیش از یک سال دوام بیاورند.

زیرا الکترود شیشه ای (اندازه گیری) وظیفه تولید را بر عهده دارد
ولتاژ متناسب با ولتاژ ، آن یکی است که در صورت مظنون بودن در نظر گرفته می شود
سیستم اندازه گیری قادر به ایجاد تغییر ولتاژ کافی نیست
برای تغییر معین در pH (تقریباً 59 میلی ولت در واحد pH) ، یا
قادر به پاسخگویی سریع به اندازه کافی به تغییر سریع در pH مایع تست نیست.

اگر یک سیستم اندازه گیری pH "رانده" شود ، باعث ایجاد خطاهای افست می شود
مشکل احتمالاً مربوط به الکترود مرجع است ، که قرار است تصور شود
با محلول اندازه گیری شده ، ولتاژ صفر برقرار کنید.
از آنجا که اندازه گیری pH یک نمایش لگاریتمی یون است
غلظت ، طیف باورنکردنی از شرایط فرآیند وجود دارد
در مقیاس pH به ظاهر ساده 0-14 نشان داده شده است. همچنین به دلیل
ماهیت غیرخطی مقیاس لگاریتمی ، تغییر 1 pH در بالا
پایان (مثلاً ، از 12 تا 13 pH) مقدار همان مقدار را نشان نمی دهد
فعالیت شیمیایی به عنوان تغییر 1 pH در انتهای پایین تغییر می کند (مثلاً
از 2 تا 3 pH). مهندسین سیستم و تکنسین های کنترل باید باشند
در صورت وجود امید به روند کنترل ، از این پویا آگاه باشید
pH در یک مقدار پایدار.

شرایط زیر برای اندازه گیری خطرناک است (شیشه)
الکترود: درجه حرارت بالا ، سطح pH شدید (اسیدی یا
قلیایی) ، غلظت یونی زیاد در مایع ، سایش ، هیدرو فلور
اسید موجود در مایع (اسید HF لیوان را حل می کند!) ، و هر نوع ماده ای
پوشش روی سطح شیشه.

تغییرات دما در مایع اندازه گیری شده هر دو پاسخ را تحت تأثیر قرار می دهد
از الکترود اندازه گیری به یک سطح pH داده شده (در حالت ایده آل در 59 میلی ولت
در واحد pH) و pH واقعی مایع. اندازه گیری دما
دستگاه ها را می توان داخل مایع قرار داد و سیگنال های موجود در آن ها را نشان می دهد
دستگاه هایی که برای جبران تأثیر دما بر pH استفاده می شوند
اندازه گیری ، اما این فقط اندازه گیری را جبران می کند
پاسخ mV / pH الکترود ، نه تغییر pH واقعی فرایند
مایع.!

برخی از پیشرفت ها هنوز هم در زمینه اندازه گیری pH انجام می شود
که از آنها نوید بزرگی برای غلبه بر محدودیت های سنتی دارند الکترودهای pH. در چنین فناوری از دستگاهی به نام فیلد اثر استفاده می شود ترانزیستور برای اندازه گیری الکترواستاتیک ولتاژ تولید شده توسط a غشاء نفوذ پذیر یون به جای اندازه گیری ولتاژ با آن مدار ولت متر واقعی. در حالی که این فناوری محدودیت هایی را در اختیار دارد خود ، حداقل یک مفهوم پیشگام است ، و ممکن است بیشتر اثبات کند عملی بعداً

مرور:
 pH نمایانگر فعالیت یون هیدروژن در مایع است. آن است
لگاریتم منفی مقدار یونهای هیدروژن (در خال) در هر
لیتر مایع بنابراین: 10-11 مول یونهای هیدروژن در 1 لیتر مایع
= 11 pH. 10-5.3 مول یون های هیدروژن در 1 لیتر مایع = pH 5.3.

 مقیاس pH پایه از 0 (اسید قوی) تا 7 (خنثی ، خالص) گسترش می یابد
آب) تا 14 (سوز آور قوی). محلول های شیمیایی با pH
زیر صفر و بالاتر از 14 ممکن است ، اما نادر است.

 pH را می توان با اندازه گیری ولتاژ تولید شده بین اندازه گیری کرد
دو الکترود ویژه غوطه ور در محلول مایع.

 یک الکترود ، ساخته شده از یک لیوان خاص ، اندازه گیری نامیده می شود
الکترود این کار تولید یک ولتاژ کوچک متناسب با pH است
(در حالت ایده آل 59.16 میلی ولت در واحد pH).

 الکترود دیگر (الکترود مرجع نامیده می شود) از یک متخلخل استفاده می کند
اتصال بین مایع اندازه گیری شده و یک بافر pH خنثی پایدار
محلول (معمولاً کلرید پتاسیم) برای ایجاد ولتاژ صفر است
اتصال الکتریکی به مایع. این یک نقطه ثبات را فراهم می کند
برای یک مدار کامل به طوری که ولتاژ تولید شده در سراسر
ضخامت شیشه در الکترود اندازه گیری قابل اندازه گیری است
توسط یک ولت متر خارجی.

 مقاومت بسیار بالا از شیشه الکترود اندازه گیری
غشاء استفاده از ولت متر با شدت بسیار زیاد را الزامی می کند
مقاومت داخلی یا ولت متر تعادل تهی برای اندازه گیری
ولتاژ.

چگونه می توان از pH سنج خود مراقبت کرد؟
آیا چیزی که خسته کننده تر از pH محلول باشد وجود دارد؟ ایستادن در آنجا با تنظیم pH بافر شما ، اضافه کردن اسید یا قلیایی به صورت قطره تا زمانی که به pH صحیح برسید ... با pH بودن بسیار خسته کننده است ، به نفع ماست که تجهیزات را در حالت مناسب کار کنیم تا نیازی به آن نداشته باشیم. بیش از pH متر سر و صدا کنید ، و فقط می توانید کاری را انجام دهید که واقعاً نیاز به انجام دارد. بنابراین در این مقاله ، در مورد نحوه مراقبت از pH سنج شما صحبت خواهیم کرد.

چگونه یک متر pH کار می کند;
بیایید با کمی تفکر درباره چگونگی عملکرد یک متر pH شروع کنیم. بدون وارد شدن به تمام جزئیات ریز و درشت ، pH سنج شما احتمالاً از دو بخش اصلی تشکیل شده است: الکترود و صفحه نمایش. کاملاً واضح است که قسمت دوم آنجاست تا به شما بگوید pH محلول شما چیست ، اما الکترود کمی پیچیده تر است. بیشتر pH سنج ها فقط یک کاوشگر دارند (بعضی از نسخه های قدیمی ممکن است دارای دو عدد باشند) که شامل دو الکترود متفاوت است: الکترود شیشه ای و الکترود مرجع. الکترود شیشه ای در خواندن pH مهمترین است و از یک سیم الکتریکی ساخته شده از نقره ای غوطه ور در کلرید پتاسیم تشکیل شده است که توسط یک لوله رسانای سیلیس مخصوص و فلز پوشش داده شده با نمک احاطه شده است. الکترود مرجع معمولاً از همان مواد الکترود شیشه ای ساخته می شود ، اما لوله آن فاقد هرگونه پوشش رسانای خاصی است.

هنگامی که در محلول غوطه ور شوید ، یون های هیدروژن به سمت الکترود شیشه ای رسانا مهاجرت کرده و برخی از یون های فلزی موجود در پوشش را جایگزین می کنند. این یک ولتاژ کوچک ایجاد می کند که الکترود نقره ای قادر به برداشتن آن است ، که سپس به ولت متر منتقل می شود ، که سیگنال را به یک خواندن pH تبدیل می کند. الکترود مرجع به عنوان یک اندازه گیری پایه عمل می کند ، و مدار الکتریکی را کامل می کند.

ذخیره سازی الکترودها:
اکنون که کمی در مورد چگونگی عملکرد pH متر می دانیم ، می توانیم بهتر از نحوه مراقبت از آن مطلع شویم. بدیهی است این ابزار بسیار حساسی است و باید به درستی از آن مراقبت کرد. ساده ترین کاری که می توان انجام داد این است که کاوشگر را در مایع نگه دارید. روکش مخصوص شیشه ای رسانا نباید خشک شود ... همیشه آنرا آبرسانی کنید یا ممکن است کار را متوقف کند! برای این منظور می توانید راه حل های مخصوص ذخیره سازی را خریداری کنید. یا کاوشگر را در یک لوله فالکون غوطه ور نگه دارید ، یا کاوشگر را با درپوش ویژه ای که با آن همراه بود ، پوشانید. نوع دقیق محلول مورد استفاده به متر شما بستگی دارد ، زیرا پروب های مختلف نیازهای مختلفی دارند. الکترودهای ترکیبی (آنهایی که از شیشه و الکترودهای مرجع تشکیل شده اند) به طور معمول در محلول غلیظ شده از هر چیزی که درون کاوشگر قرار دارد ذخیره می شوند - برای جلوگیری از انتشار بیرون از کاوشگر ، غلظت باید بیشتر باشد. pH متر ها با دو الکترود جداگانه می توانند الکترودهای شیشه ای خود را در محلول اسیدی با pH تقریباً 3 ذخیره کنند. در هر صورت ، هرگز از آب مقطر یا دیونیزه استفاده نکنید ، زیرا غوطه وری طولانی مدت در آب می تواند انتشار خارج از الکترود را ترغیب کند ، که این امر بر حساسیت آن تأثیر خواهد داشت .

تمیز کردن pH سنج
اگر کنتور شما برای خشک شدن باقی مانده است و اکنون در گرد و غبار و بقایای متبلور از هر آنچه که در آن فرو رفته بود پوشیده شده است - ممکن است بخواهید آن را به صورت حرفه ای سرویس دهید. این ممکن است هنوز خوب باشد ، اما می تواند به درمان خاصی نیاز داشته باشد تا بتواند به درستی کار کند. در غیر این صورت ، اگر در شرایط بسیار خوبی قرار داشته باشد ، کارهایی وجود دارد که می توان آنرا یکدست نگه داشت. شستشوی مخصوصی را می توان برای درمان پروب ها خریداری کرد و می توان برای حفظ سطح رسانای ویژه کاوشگر به طور مرتب (شاید یکبار در ماه یا بسته به زمان استفاده از pH متر) از آن استفاده کرد. اتصالات کنتور ممکن است گاهی اوقات مسدود شود - دستورالعمل سازنده را برای تمیز کردن در این موارد دنبال کنید.

همچنین تمیز کردن الکترود بین مصارف مهم است - فقط آن را از راه حل خود که با آن کار کرده اید ، خارج نکنید و دوباره آن را در محلول ذخیره سازی قرار دهید. کاوشگر را با آب مقطر یا دیونیزه شده شستشو دهید (که برای شستشو و شستشو مناسب است - فقط برای غوطه وری نیست!) و سپس قبل از فرو بردن آن در محلول بعدی خود و یا برگرداندن آن به محلول ذخیره ، سریعاً آنرا با استفاده از بلات (خشک نشدن!) خشک کنید.

کالیبراسیون:
کالیبراسیون بعضی اوقات ممکن است با برخی اوقات ملایم باشد. به عنوان بخشی از مراقبت از pH سنج خود ، همیشه حتماً آنرا مرتبا کالیبره کنید. این باعث می شود خوانش شما دقیق تر شود و همچنین ممکن است نشانه ای از آسیب دیدن یا عدم وجود الکترود را به شما نشان دهد. کالیبراسیون یک کار بسیار ساده است ، و شما باید دستورالعمل های سازنده را برای دستگاه خاص خود رعایت کنید ، اما در اصل شما باید به سادگی کاوشگر را در محلول با pH شناخته شده فرو بریزید (این موارد را می توان به طور خاص برای این منظور خریداری کرد) و به دستگاه بگویید که چه چیزی باید در حال خواندن باشد.

سن:
حتی اگر از pH سنج خود بهترین مراقبت را داشته باشید ، در برابر اثرات پیری آسیب پذیر است. الکترودها برای همیشه کامل کار نمی کنند و ممکن است به مرحله ای برسد که به سادگی نیاز به تعویض داشته باشد. یک علامت خوب از الکترود قدیمی ، زمان پاسخگویی با تأخیر است که اندازه گیری های خود را انجام می دهید. یک الکترود قدیمی نیز ممکن است به کالیبراسیون های مکرر بیشتر احتیاج داشته باشد ، و شما باید به شرایطی که pH متر را در آن نگه می دارد توجه کنید: آن را در جای خنک نگه دارید ، الکترود را هیدراته کنید و از موقعیت هایی که در آن الکترود وجود دارد جلوگیری کنید. افتاده یا آسیب دیده است.

شما چه نکاتی را در مورد نگه داشتن یک pH سنج در حالت کار مناسب دارید؟

عوامل مؤثر در دقت pH متر:
pH مترها بخش اساسی بسیاری از آزمایشگاهها هستند. pH می تواند بر رشد میکروبی و واکنشهای شیمیایی تأثیر بگذارد ، pH متر باید به طور مرتب کالیبره شود.

کنتورهای pH از الکترودهای مرجع و pH متمایز تشکیل شده اند ، یا (معمولاً) یک الکترود ترکیبی واحد. این دستگاه ها در مایع فرو رفته و از اختلاف پتانسیل دو الکترود برای تعیین pH کلی محلول استفاده می شود. با این وجود عوامل مختلفی در رابطه با pH سنج وجود دارد یا محلول بافر در آن قرار داده شده می تواند روی دقت این اندازه گیری تأثیر بگذارد.

غشای شیشه ای:

الکترود pH معمولاً از شیشه ساخته می شود. روکش های روی سطح شیشه می توانند میزان قرائت pH را به میزان قابل توجهی تغییر دهند. روکش مواد مختلف ، از جمله آلاینده ها ، مواد جامد ، بیوفیلم ها ، رسوبات محلول ضعیف ، آهک و روغن ها می تواند سطح شیشه را در دسترس برای محیط اندازه گیری نشده قرار دهد. بنابراین ، سطح شیشه باید به طور مرتب تمیز شود.

با این حال ، این کار نباید انجام شود "مکانیکی" زیرا تمیز کردن اجباری می تواند به سطح شیشه آسیب برساند. این کار باید با استفاده از شیمیایی اسیدهای رقیق ، محلول های تمیز کننده حاوی کشش یا محلول تیوره انجام شود.

دیافراگم ها:

الکترود pH حاوی یک دیافراگم است که از یک سرامیک متخلخل ، حلقه تفلون و یک سوراخ کوچک تشکیل شده است. این کار برای جلوگیری از شستشوی الکترولیتها ، با این حال ، انسداد توسط ترکیبات محلول می تواند منجر به افزایش مقاومت و pH پایین شود. استفاده از سیستم مرجع کارتریج می تواند از بروز این مشکل جلوگیری کند.

الکترولیت مرجع و الکترود مرجع

وجود سموم الکترود در محیط اندازه گیری می تواند الکترود مرجع نقره / نقره و کلرید را خورده و باعث تغییر در اختلاف پتانسیل شود. با استفاده از الکترود دو محفظه می توان از این کار جلوگیری کرد و باعث کاهش دسترسی الکترولیت به الکترود مرجع می شود.

متوسط اندازه گیری:

متوسط در pH سنج نیز می تواند مشکلاتی را ایجاد کند. استفاده از آب دیونیزه شده ، تقطیر شده و ضد شوره می تواند مقاومت الکتریکی را در محیط اندازه گیری افزایش دهد و این می تواند اندازه گیری pH را تغییر دهد. با این وجود ، انتشار مقدار زیادی کلرید پتاسیم به داخل محلول از طریق کلرید پتاسیم جامد در الکترود می تواند این مشکل را برطرف کند.

مخاطب:

الکترودها معمولاً با استفاده از کابلها به هم وصل می شوند. کابلهای مختلف توسط تولید کنندگان مختلف تولید می شوند و بنابراین ، ناسازگاری ممکن است بین pH های مختلف تولید کنندگان مختلف بوجود آید. برای جلوگیری از ورود رطوبت می توانید از حلقه O در اتصال بین الکترود و کابل استفاده کنید.

کابل اتصال pH:

pH متر و کلیه اتصالات الکتریکی آن باید از مقاومت عایق بالایی برخوردار باشد زیرا مدارهای کوتاه باعث ایجاد خطا در pH خواندن شده و به دستگاه آسیب می رسانند. بنابراین ، فقط از کابل های کواکسیال در pH متر استفاده می شود و کابل های اتصال یک لایه نیمه رسانا به غیر از محافظ مس دارند.

اثر دما:

دما در هنگام اندازه گیری pH عامل مهمی است. این امر به این دلیل است که واکنشهای شیمیایی و مقادیر pH وابسته به دما هستند. همچنین سیگنال ولتاژ اندازه گیری شده در pH سنج نیز به دما وابسته است. در شرایطی که دما متغیر است ، توصیه می شود یک سنسور دما را در pH سنج اضافه کنید. سنسور pH را بر اساس شیب تصحیح دما اندازه گیری می کند.

اثر رطوبت و فشار:

فشار شدید و تغییر فشار می تواند به مواد شیشه ای مرجع آسیب برساند. انتخاب الکترودهای ویژه و قرار دادن غشای شیشه ای با اتصالات ویژه می تواند به ارزیابی این مسئله کمک کند. همچنین خشک کردن به دلیل عدم رطوبت نیز می تواند بر غشای شیشه تأثیر بگذارد.

اختلالات مکانیکی:

وجود ذرات در محیط می تواند منجر به ساییدگی سطح شیشه الکترود pH شود. این می تواند زندگی آن را کاهش داده و خوانش ها را تغییر دهد. سطوح ویژه یا مسطح غشاهای شیشه ای برای کاهش تأثیر این مشکل طراحی شده است. همچنین لرزش ها و شوک هایی که منجر به استرس روی مواد می شود نیز می تواند عمر آن را کاهش دهد. تغییر در محل نصب می تواند این مشکل را حل کند.

قطع برق:

نقص الکتریکی یا اتصال کوتاه منجر به از بین رفتن شیب یا سیگنال در pH سنج می شود. کلیه جنبه های الکتریکی از جمله زمین ، محافظ ، نصب و کابل ها باید در طول و بعد از نصب بررسی شوند.

در ادامه

pH آب چیست و چگونه اندازه گیری می شود؟
چرا pH را اندازه گیری می کنید؟
تشکیل یون هیدروژن
تعریف اسید و پایه
آیا pH اندازه گیری غلظت یون هیدروژن یا فعالیت یون هیدروژن است؟
چرا pH مقیاس لگاریتمی است؟
روشهای اندازه گیری pH - pH سنج در مقابل نوارهای pH
الکترود pH چگونه کار می کند؟
اهمیت معادله نرنست
طراحی الکترود pH
      بدن الکترود pH
      غشای شیشه ای pH
      انواع الکترودهای مرجع
      عملکرد و ویژگی های الکترولیت مرجع
           مایعات ، ژل و الکترولیت پلیمر
      محل اتصال مرجع pH
           انواع اتصالات مرجع
           اتصالات مرجع اضافی
انتخاب الکترود مناسب
اهمیت دما
راه حل های pH بافر
کالیبراسیون چه کاری انجام می دهد؟
چند بار باید کالیبراسیون کنم؟
چند نقطه کالیبراسیون باید استفاده کنم؟
راندمان الکترود چیست؟

درک pH در کیفیت آب:
اندازه گیری pH تقریباً در هر کاربرد کیفیت آب یک پارامتر مهم است. در تصفیه فاضلاب ، pH به عنوان بخشی از اجازه تخلیه تنظیم می شود و بسیاری از فرآیندهای تصفیه به pH وابسته هستند. در نمونه گیری و نظارت بر محیط زیست ، مقادیر pH زیاد یا کم می تواند نشان دهنده آلودگی باشد.

pH در صنایع غذایی از اهمیت زیادی برخوردار است ، زیرا در طعم و مزه (اسید = تازه ، خنثی = شیرین ، و قلیایی = غیر خوراکی) و حفظ مواد غذایی نقش دارد. در بیوتکنولوژی ، pH باید در هنگام تولید محلول های ایمونواسی از نزدیک مورد بررسی قرار گیرد. اینها فقط چند مورد از کاربردهای زیادی است که pH در آنها یک اندازه گیری ارزشمند است.

زهکشی معدن اسید (AMD) خروجی آب اسیدی از معادن است.

تشکیل یون هیدروژن:
pH توصیف می کند که یک محلول اسیدی یا پایه چقدر است. اینکه یک محلول آبی به عنوان یک اسید یا یک پایه واکنش نشان دهد ، به میزان یون هیدروژن (H +) آن بستگی دارد. در حقیقت ، اصطلاح "pH" از زبان لاتین سرچشمه گرفته و مخفف "potentia hydrogenii" - قدرت هیدروژن است.

حتی آب خالص و شیمیایی خنثی از نظر شیمیایی حاوی یون های هیدروژن است که به دلیل جدا شدن آب از آب هستند [1]. در این فرایند ، مولکول های آب به اجزای ساده تر (یعنی یون ها) تقسیم می شوند.

[1] H2O ⇔ H + + OH-

در این واکنش ، H2O از بین می رود (یعنی پروتون را از دست می دهد). این منجر به تشکیل یون هیدروژن با بار مثبت (H +) و یک یون هیدروکسید با بار منفی (OH-) می شود. یون هیدروژن به طور معمول برای نمایش پروتون مورد استفاده قرار می گیرد.

یون هیدروژن به مدت طولانی یک پروتون آزاد باقی نمی ماند ، زیرا به سرعت توسط یک مولکول آب یونیزه نشده اطراف آن هیدراته می شود. تشکیل یون حاصل ، یون هیدروونیوم ، در معادله نشان داده شده است:

[2] H2O + H + ⇔ H3O +

تفکیک آب و تشکیل یون هیدروونیوم.

در شرایط تعادل (750 میلی متر جیوه و 25 درجه سانتیگراد) ، 1 لیتر آب خالص و خنثی حاوی یونهای 10-7 مول H و 10-7 مول یون است.

تعریف اسید و پایه:
اسیدها موادی هستند که یون های هیدروژن را آزاد می کنند (یعنی پروتون ها) ، بنابراین اگر حاوی یون های هیدروژن بیشتری نسبت به آب خنثی باشد ، محلول اسیدی تلقی می شود.

پایه ها موادی هستند که یون های هیدروژن را می پذیرند. وقتی پایه ها در آب حل می شوند ، آنها به بعضی از یون های هیدروژن که از تفکیک آب ایجاد می شوند ، متصل می شوند. محلولهای اساسی حاوی یونهای هیدروژن کمتری نسبت به آب خنثی هستند.

محلولهای آبی اگر حاوی بیش از 10-7mol / L یونهای هیدروژن و پایه باشند اگر حاوی کمتر از 10-7mol / L یونهای هیدروژن در 25 درجه سانتیگراد باشند ، اسیدی تلقی می شود.

اسیدها و پایه ها یکدیگر را خنثی می کنند و در نتیجه شکل گیری آب و نمک به وجود می آید. یک مثال می تواند واکنش هیدروکسید سدیم (NaOH) و اسید هیدروکلریک (HCl) در معادله [3] در زیر باشد:

[3] NaOH + HCl ⇔ NaCl + H2O

واکنش بین یک اسید و پایه مستلزم انتقال پروتون است. در واکنش اسید پایه بالا ، یک پروتون از HCl (اسید) به NaOH (پایه) اهدا می شود تا کلرید سدیم (NaCl) و آب تشکیل شود.

کلرید سدیم به شکل نمک دریایی.

آیا pH اندازه گیری غلظت یون هیدروژن یا فعالیت یون هیدروژن است؟
یونها بار مثبت یا مثبتی دارند (مثلاً H +) یا منفی (به عنوان مثال OH-). به عنوان حامل بار ، تمام یون های حل شده نیروهای الکتریکی را در محیط اطراف خود اعمال می کنند. در حالی که یک محلول ممکن است از لحاظ الکتریکی در مقیاس ماکروسکوپی خنثی باشد ، اثرات یونها در مقیاس میکروسکوپی قابل ملاحظه است.

محلول هایی با غلظت نسبتاً بالایی از یونها ممکن است تعیین غلظت یون را که به طور غیرمعمول کم است ، انجام دهند. بنابراین ، راه حل ها طوری رفتار می کنند که گویی برخی از یونها دیگر حضور ندارند. این از دست دادن ظاهری یون ها در اثر تعامل یون ها در محلول ایجاد می شود و درنهایت باعث انحراف قابل توجه از رفتار ایده آل می شود. برای در نظر گرفتن این تعامل ، فعالیت یون ، همچنین به عنوان غلظت یون مؤثر شناخته می شود ، باید بیشتر از غلظت یون در نظر گرفته شود. در نتیجه ، pH اندازه گیری فعالیت یون هیدروژن است.

[خواندن پست وبلاگ: آیا pH اندازه گیری غلظت یون هیدروژن یا فعالیت یون است؟]

چرا pH مقیاس لگاریتمی است؟
مقیاس pH معمولاً برای نشان دادن فعالیت یون هیدروژن استفاده می شود. در مقیاس pH ، مقادیر pH زیر 7 محلولهای اسیدی (فعالیت یون هیدروژن بیشتر از فعالیت یون هیدروکسید) را نشان می دهد در حالی که مقادیر بالاتر از 7 بیانگر راه حلهای اساسی است. در pH = 7 ، یون یون هیدروژن و فعالیت یون هیدروکسید برابر هستند.

همانطور که در جدول 1 مشاهده می شود ، محدوده احتمالی فعالیت یون هیدروژن (H +) و هیدروکسید (OH-) می تواند بسیاری از مرتبه های بزرگی باشد. به منظور مدیریت و نمایندگی طیف گسترده ای از فعالیت های یون ، از مقیاس pH لگاریتمی استفاده می شود.

فعالیت های یون و هیدروژن هیدروژن در مقیاس pH.

تغییر در مقیاس pH از 1.0 واحد pH نشان می دهد که فعالیت یون هیدروژن با ترتیب بزرگی متفاوت است (یعنی عامل 10). به عنوان مثال ، فعالیت یون هیدروژن در pH 4 برابر 10 برابر بیشتر از pH 5 است.

با توجه به ماهیت لگاریتمی مقیاس pH ، صرفاً متوسط مقادیر pH و گزارش آنها نادرست است. در عوض ، مناسب تر است که مقدار pH متوسط را گزارش کنید یا دامنه مقادیر pH مشاهده شده را فراهم کنید.

معادله [4] بیانگر تعیین pH از پایه ورود منفی 10 از فعالیت یون هیدروژن است.

[4] pH = -lg aH +

مقادیر pH اقلام روزمره.

روشهای اندازه گیری pH - pH سنج در مقابل نوارهای pH
برای اندازه گیری فعالیت یون هیدروژن یک محلول می توان از روش های بصری ، فوتومتری و پتانسیومتر استفاده کرد. روشهای بصری و فوتومتری برای تعیین pH به تغییرات رنگی وابسته اند. روش های بصری با شاخص های بصری مانند نوارهای تست pH تکمیل می شوند ، در حالی که تعیین فوتومتری شامل تابش نور از طریق نمونه و اندازه گیری میزان جذب است.

استفاده از تعیین بصری یا فوتومتری از pH محدود است. اندازه گیری غیر قابل اعتماد خواهد بود اگر محلول اندازه گیری شده ابری باشد یا رنگ ذاتی داشته باشد. برخی از راه حل های اندازه گیری همچنین حاوی پیوندهای شیمیایی هستند که از طریق اکسیداسیون یا کاهش شاخص های رنگ از بین می روند و نتایج نادرستی را به وجود می آورند.

در حالی که نوارهای تست pH می توانند مفید باشند ، اما به اندازه یک الکترود pH قابل اعتماد نیستند.

روشهای پتانسیومتری pH را با استفاده از پتانسیل الکتریکی الکترودهای حساس به pH به عنوان سیگنال اندازه گیری تعیین می کنند ، که سپس توسط pH سنج نمایش داده می شود. معایب روش های بصری و فوتومتری با روش های پتانسیومتری موجود نیست ، زیرا سنسورهای پتانسیومتری بسیار حساس ، انتخابی هستند و تقریباً در هر کاربردی قابل استفاده هستند.

الکترود pH چگونه کار می کند؟
بین هیدروژن ، فلز (به عنوان مثال آنتیموان) و الکترودهای پتانسیومتری شیشه ای تمایز ایجاد شده است ، با استفاده از الکترود pH شیشه رایج ترین سنسور pH است. برای اطلاعات بیشتر در مورد الکترودهای هیدروژن و فلز ، کتابچه راهنمای pH YSI را بررسی کنید!

سنسور pH شیشه ای نمونه ای از الکترود انتخابی یون (ISE) است. این سیستم متشکل از ISE است که بر روی یک نوع یون خاص واکنش می دهد ، در این حالت یون هیدروژن و یک الکترود مرجع که به طور مشترک در نمونه غوطه ور شده اند تا اندازه گیری شود.

الکترود pH از لحاظ فنی یک الکترود انتخابی یون هیدروژن (ISE) است. تنها تفاوت عمده بین الکترود pH و یک ISE نیترات غشایی است که استفاده می شود.

هیدروژن ISE پتانسیل الکتروشیمیایی (به عنوان مثال سیگنال) فراهم می کند که تحت تأثیر فعالیت یون هیدروژن محلول قرار دارد. الکترود مرجع ، پتانسیل الکتروشیمیایی را حفظ می کند که به ترکیب نمونه بستگی ندارد. تفاوت بین این پتانسیل ها ، ولتاژ (mV) نمایش داده شده در pH سنج ، مقدار pH را بر اساس معادله Nernst تعیین می کند.

اهمیت معادله نرنست
معادله نرنست رابطه ای بین ولتاژ اندازه گیری شده و فعالیت یون محلول برقرار می کند. شیب الکترود برای تغییر در یک واحد pH را می توان با بخشی از معادله Nernst به نام شیب Nernst (S) توصیف کرد.

[5] S = -2.303 RT / nF

متغیرهای R و F ثابت هستند و بنابراین نگران کننده دیگری نیستند. از آنجا که شیب الکترود (یعنی پاسخ الکترود) به درجه حرارت (T) محلول بستگی دارد ، بسیار مهم است که اندازه گیری pH با اندازه گیری دقیق دما انجام شود. شیب نظری Nernst در دمای 25 درجه سانتیگراد -59.16 میلی ولت است. متغیر n میزان بار روی یون را نشان می دهد ، که برای یون هیدروژن 1+ (H +) است.

طراحی الکترود pH
اجزای اصلی یک الکترود pH شیشه ای عبارتند از: بدنه الکترود ، غشای حساس به pH ، الکترود مرجع (یعنی سیستم مرجع) ، الکترولیت مرجع و اتصال مرجع.

ساختار یک الکترود pH ترکیبی معمولی با بدنه شیشه ای.

بدن الکترود pH:
اصطلاح "الکترود شیشه ای" حاکی از موادی نیست که برای ساخت بدنه الکترود استفاده می شود ، زیرا الکترودها می توانند دارای بدنه الکترود پلاستیکی یا شیشه ای باشند. در عوض ، از "الکترود شیشه ای" برای توصیف مواد غشایی (یعنی غشای شیشه ای) استفاده می شود.

الکترودهای بدنه پلاستیکی ناهموارتر هستند و احتمال شکست بیشتری نسبت به شیشه دارند ، در حالی که الکترودهای شیشه ای معمولاً دارای طیف بیشتری از دمای کار هستند. الکترودهای شیشه ای نیز معمولاً قابل پر کردن هستند.

ابزار دستی YSI ProDSS دارای ماژول های حساس به پلاستیک pH و pH / ORP است که قابل تعویض هستند ، اما بقیه بدنه سنسور تیتانیوم است تا از محافظت بیشتری در این زمینه برخوردار باشد.

غشای شیشه ای pH:
با استفاده از الکترود pH شیشه ای ، یک غشای شیشه ای به عنوان حسگر pH ذوب می شود. این غشاء با یک محلول بافر از pH شناخته شده پر می شود (به طور معمول pH = 7). این طراحی الکترود محیطی را با اتصال ثابت یونهای H + در قسمت داخلی غشاء شیشه ایجاد می کند ، در حالی که قسمت بیرونی غشای شیشه در معرض نمونه قرار دارد که در آن مقدار متغیر از یونهای H وجود دارد. تفاوت در یون های H پتانسیل ایجاد می کند که در مقابل پایدار پایدار الکترود مرجع خوانده می شود.

به منظور اطمینان از رطوبت مطلوب غشای شیشه ای ، شکل غشاء می تواند متفاوت باشد. شکل غشاء و فرآیندهای غشایی مخروط برای بیشتر کاربردها ممکن است مورد استفاده قرار گیرد ، اما برنامه های منحصر به فرد ممکن است برای اندازه گیری سطح نیاز به غشای تخصصی داشته باشند ، مانند غشای بره ای نیزه برای نفوذ به رسانه های نیمه جامد و یک غشای صاف.

YSI TruLine 21 (غشای نوک نیزه) و YSI TruLine 27 (غشای صاف).

شکل ها و خصوصیات غشاهای pH شیشه ای.

انواع الکترودهای مرجع:
الکترود / سیستم مرجع و هیدروژن ISE (یعنی الکترود با غشای شیشه ای) می توانند الکترود جداگانه ای باشند یا برای راحتی می توانند در یک الکترود منفرد ترکیب شوند. الکترود به سبک ترکیبی بسیار رایج است.

صرف نظر از طراحی الکترود یا نوع سیستم مرجع مورد استفاده ، الکترود مرجع در الکترولیت مرجع (به طور معمول KCl) فرو می رود.

رایج ترین نوع الکترود مرجع مورد استفاده امروزه سیستم کلرید نقره ای / نقره ای (Ag / AgCl) است. از آنجا که نقره برای انسان غیر سمی است ، از الکترودهای Ag / AgCl می توان در پزشکی و فناوری مواد غذایی که جیوه های مسموم و سیستم تالیم ممنوع است نیز استفاده کرد. دفع نیز با Ag / AgCl نسبت به تالیم و جیوه بسیار کمتر است. Ag / AgCl با توجه به دما (تا 140 درجه سانتیگراد) کاربرد گسترده ای دارد و بنابراین برای الکترودهای ضدعفونی نیز مناسب است. بیشتر الکترودها دارای سیستم مرجع Ag / AgCl هستند.

سیستم ید / یدید ، یک سیستم مرجع نسبتاً جدید با زمان پاسخ سریع ، اخیراً توسعه یافته است. در مقایسه با الکترودهای معمولی با سیستمهای مرجع Ag / AgCl ، الکترودهای دارای سیستم مرجع ید / یدید از مزیت حساسیت به دمای بسیار پایین تر برخوردار هستند ، زیرا ضریب دما این سیستم مرجع تقریباً صفر است.

سیستم ید / یدید همچنین فاقد یون فلزی است ، ویژگی ای که هنگام اندازه گیری در محلول های بافر و پروتئین تریس بسیار مفید است. سیستم های مرجع با یون های فلزی (به عنوان مثال Ag / AgCl) با این محلول ها در تعامل هستند و در نهایت باعث انسداد اتصال اتصال می شود.

الکترود pH YSI IoLine دارای یک سیستم مرجع ید / یدید است.

عملکرد و ویژگی های الکترولیت مرجع:
الکترولیت مرجع از طریق محل اتصال به نمونه وصل می شود ، زیرا در خدمت بستن مدار الکتریکی در الکترود است.

یک الکترولیت مرجع خوب باید از خصوصیات خاصی برخوردار باشد. الکترولیت مرجع باید از هدایت الکتریکی خوبی برخوردار باشد و از نظر شیمیایی خنثی باشد. از آنجا که برخی از الکترولیتها به طور معمول در طول اندازه گیری به نمونه نشت می کنند ، همچنین مهم است که الکترولیت با محلول اندازه گیری واکنش نشان ندهد.

یون های یک محلول الکترولیت نیز باید به همان اندازه متحرک باشند. اگر یون های موجود در محلول الکترولیت با سرعت های مختلف پراکنده شوند ، به دلیل تقسیم بین بار مثبت و منفی ، یک پتانسیل الکتریکی (پتانسیل انتشار) می تواند تشکیل شود. این پتانسیل ناخواسته هنگام اندازه گیری pH می تواند مشکل ساز باشد. با برخی از یونها (به عنوان مثال K + و Cl-) ، اختلاف در سرعت انتشار اندک است و در نتیجه پتانسیل انتشار بسیار کمتری وجود دارد.

کلرید پتاسیم (KCl) دارای همه این خصوصیات است. در نتیجه ، KCl متداول ترین محلول الکترولیت است.

مایعات ، ژل و الکترولیت پلیمر
الکترودها می توانند دارای ژل ، پلیمر یا الکترولیت مایع باشند. الکترودهای pH با الکترولیت مایع به طور معمول می توانند دوباره پر شوند و در نتیجه عمر طولانی تر الکترود حاصل شود. برخلاف الکترود با الکترولیت ژل ، الکترولیت مایع در صورت آلوده شدن به راحتی تخلیه و جایگزین می شود.

در صورت استفاده از الکترود قابل شارژ (به عنوان مثال TruLine pH 15) ، مهم است که به یاد داشته باشید که باز کردن دوباره پر کردن باید در حین کالیبراسیون و اندازه گیری باز باشد! همچنین ، اطمینان حاصل کنید که سطح پر شدن الکترولیت حداقل 2 سانتی متر از سطح محلول کالیبراسیون و / یا اندازه گیری است.

باز شدن دوباره پر کردن روی الکترودهای آزمایشگاهی قابل شارژ همیشه هنگام اندازه گیری یا کالیبراسیون باید باز باشد.

زمان پاسخگویی معمولاً با الکترودهای قابل شارژ سریعتر است. همچنین الکترودهایی با الکترولیت مایع محدوده کمتری در دامنه استفاده خود دارند زیرا الکترولیتهای ژل و پلیمر مقاومت کمتری در برابر تغییرات دما و دما دارند. بر خلاف الکترودهای دارای الکترولیت مایع ، میزان خروج فوق العاده کمی از الکترولیت ژل و پلیمر در محلولهای با شدت اسیدی ، اساسی و کم یون می تواند به دلیل شکل گیری پتانسیل های انتشار منجر به خطاهای اندازه گیری شود.

گاهی اوقات می توان از یک الکترولیت متفاوت که پاسخگوی خواسته های برنامه نمونه گیری باشد استفاده کرد. به عنوان مثال ، در صورت نیاز به الکترولیت کاملاً فاقد کلرید (یعنی KCl) ، می توان از یک الکترولیت دیگر پل مانند سولفات پتاسیم 0.6 M (K2SO4) با YSI IoLine استفاده کرد.

الکترولیت ژل هنوز هم از KCl تشکیل شده است ، اما یک ماده ژل کننده به منظور جلوگیری از بیرون آمدن الکترولیت به آسانی از طریق اتصال محل مرجع در حین اندازه گیری ، اضافه می شود. از آنجا که تقریباً هیچ اتلاف الکترولیت وجود ندارد ، این الکترودها راحت تر نگهداری می شوند ، زیرا نیازی به پر کردن مجدد آنها با الکترولیت نیست. از آنجایی که آنها نمی توانند دوباره پر شوند ، الکترودهایی با ژل الکترولیت عمر کمتری نسبت به آنهایی که دارای الکترولیت مایع هستند ، دارند.

الکترود YSI TruLine pH 25 دارای الکترولیت ژل و بدنه پلاستیکی است.

الکترولیت پلیمر جامد است و می تواند هنگام اندازه گیری مستقیم با نمونه تماس بگیرد. به دلیل عدم وجود جریان الکتریسیته ، تحرک همه یونها بسیار محدود است. این امر باعث عدم بارش نقره در محل اتصال می شود و انتشار یون های خارجی به الکترود را تقریبا غیرممکن می کند.

محل اتصال مرجع pH:
اتصال مرجع ، که به عنوان دیافراگم نیز شناخته می شود ، تماس الکتریکی بین سیستم مرجع و محلول ایجاد می کند. تقریباً مانند الکترولیت مرجع ، اتصال مرجع باید دارای خصوصیات خاصی باشد.

ولتاژهای انتشار در محل اتصال خطای اندازه گیری متداول است ، بنابراین اتصال در نقش اندازه گیری نقش اصلی دارد. برای کوچک نگه داشتن این پتانسیلهای مختل کننده ، اتصال باید یک جریان نسبتاً بزرگ و مداوم از الکترولیت مرجع را تضمین کند. با این وجود ، اتصال فقط باید کمی نفوذ پذیر باشد تا خیلی سریع الکترولیت ها از بین نروند ، این امر به ویژه در مورد الکترودهایی که از الکترولیت مایع استفاده می کنند مهم است. انواع اتصالات مختلف ، میزان جریان الکتریسیته متفاوت دارند.

علاوه بر نفوذپذیری محل اتصال ، مقاومت الکتریکی آن باید تا حد ممکن پایین باشد و از نظر شیمیایی نیز بی اثر باشد.

انواع اتصالات مرجع:
انواع اتصالات مختلفی وجود دارد که هر کدام ویژگی های منحصر به فردی دارند.

انواع اتصالات مرجع.

سرامیک:

یک اتصال سرامیکی از تخلخل سرامیک های بدون لعاب استفاده می کند. اتصالات سرامیکی دارای میزان جریان KCl 0.2 میلی لیتر در روز و مقاومت الکتریکی نسبتاً بالایی (1 کیلو گرم) است. پتانسیل های انتشار به راحتی در محلول های اندازه گیری با قدرت یونی بیشتر ایجاد می شوند ، زیرا شیب غلظت در محل اتصال بسیار بزرگ است. در محلول های مقاومت یونی پایین ، مقاومت ماده آزمایش ممکن است برای اندازه گیری دقیق خیلی زیاد باشد. هر دو اثر با میزان دبی کم تقویت می شوند ، بنابراین اتصالات سرامیکی در چنین مواردی مناسب تر نیست. به دلیل خطر بالای انسداد منافذ آن ، برای محلول های حاوی ذرات معلق نیز مناسب نیست.

پلاتین:

محل اتصال پلاتین از رشته های پلاتین ریز و پیچیده تشکیل شده است که بین آنها الکترولیت در امتداد کانال های دقیقاً مشخص جریان می یابد. محل اتصال پلاتین دارای یک جریان خروجی بسیار ثابت است و به راحتی مسدود نمی شود. با میزان خروج 1 میلی لیتر در روز و مقاومت الکتریکی 0.5 کیلوΩ ، نسبت به اتصالات سرامیکی مزایایی دارد. اتصال پلاتین نسبت به استرس مکانیکی حساس تر است و همچنین به دلیل بروز پتانسیل های مختل کننده ، راه حل های بسیار اکسید کننده یا کاهش به دلیل کمترین میزان مطلوب نیست. با این حال ، اتصال پلاتین تقریباً به صورت جهانی قابل استفاده است.

الکترود YSI TruLine pH 17 دارای اتصالی پلاتین است.

زمین مشترک:

محل اتصال اتصالات زمین با شکاف نازک شیشه زمین غیر قابل انعطاف به عنوان یک جریان خروجی برای الکترولیت کار می کند. میزان دبی 3 میلی لیتر در روز و بیشتر است. مقاومت الکتریکی بسیار کمی (0.1 کیلوΩ) دارد. اتصال اتصال زمین برای اندازه گیری در محلول های آلوده مناسب است ، زیرا تمیز کردن آن بسیار آسان است. به دلیل سرعت بالای جریان ، هم برای محلول های یون بالا و هم کم مناسب است. Science pHT-G همان چیزی است که معمولاً وقتی تعداد زیادی ذره معلق در نمونه وجود دارد توصیه می کنیم.

الکترود YSI Science pHT-G دارای یک عملکرد مشترک زمین با جریان سریع الکترولیت است. این میزان جریان ، محل اتصال را تمیز نگه می دارد و نتایج اندازه گیری سریع را ارائه می دهد.

اتصالات مرجع اضافی:
اتصالات اضافی می تواند برای جلوگیری از آلودگی سیستم مرجع استفاده شود. با استفاده از این طرح ، الکترود مرجع در محلول الکترولیت درون یک محفظه اضافی غوطه ور می شود. این محفظه اضافی به عنوان یک مانع اضافی در برابر آلودگی عمل می کند در حالی که اتصالات اضافی برای اطمینان از سیستم مرجع هنوز با محلول اندازه گیری استفاده می شود. سیستم مرجع هنوز می تواند توسط محلول اندازه گیری آلوده شود ، اما محلول ابتدا باید از طریق اتصالات (های) اضافی پخش شود.

[خواندن پست وبلاگ: آناتومی الکترودهای pH برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اتصالات مرجع]

انتخاب الکترود مناسب
در حال حاضر الکترود pH وجود ندارد که بتواند برای هر برنامه ممکن استفاده شود ، زیرا برای برنامه های مختلف الزامات مختلفی وجود دارد.

کاربردهای مختلف زیادی وجود دارد ، به خصوص در آزمایشگاه! برنامه های منحصر به فرد ممکن است به ماده مخصوص شافت ، سیستم مرجع ، نوع اتصالات ، تعداد اتصالات ، الکترولیت مرجع و یا شکل غشایی احتیاج داشته باشد. با توجه به طیف گسترده ای از الکترودهای pH آزمایشگاه ، ما شما را تشویق می کنیم در هنگام جستجوی الکترود آزمایشگاه بعدی خود ، راهنمای انتخاب الکترود pH YSI و راهنمای کاربرد الکترود pH YSI را بررسی کنید!

اهمیت دما:
متغیر در معادله Nernst دما است ، بنابراین پاسخ (یعنی شیب) یک الکترود pH به دما بستگی دارد. بنابراین ، اندازه گیری pH باید با اندازه گیری دقیق دما انجام شود.

مقادیر pH محلول های بافر بستگی به دما دارند و پاسخ می تواند از تولید کننده تا تولید کننده متفاوت باشد. به عنوان یک قاعده کلی ، راه حل های بافر اساسی نسبت به اسیدها اثرات درجه حرارت قوی تری دارند. کنتورهای مدرن pH پس از تنظیم صحیح تنظیم بافر ، مشخصات پروفایل دما را به طور خودکار تنظیم می کنند.

YSI همیشه توصیه می کند که هنگام اندازه گیری pH ، اندازه گیری دقیق دما را انجام دهید. برخی از الکترودهای pH دارای سنسور دمای داخلی هستند ، در حالی که سنسورهای دمای خارجی نیز در دسترس هستند (به عنوان مثال ScienceLine Temp 135 و ScienceLine Temp 136) اگر الکترود pH حسگر درجه حرارت داخلی نداشته باشد.

راه حل های pH بافر:
بافرها محلول های آبی هستند که با افزودن مقادیر کمی اسید یا پایه ، pH تقریباً بدون تغییر باقی می ماند. محلول های بافر قادر به اتصال یون های هیدروژن با افزودن اسیدها و آزاد سازی یون های هیدروژن با افزودن پایه ها هستند.

محلول های بافر اغلب رنگی هستند تا در طی کالیبراسیون ، آنها را از یکدیگر متمایز کنند.

ترکیب محلول های بافر بسته به سازنده متفاوت است. هنگام انتخاب یک مجموعه بافر ، باید اطمینان حاصل شود که آنها مطابق فرمول تعیین شده توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) ساخته شده اند. این بافرها مقادیر pH برابر 4.01 ، 6.86 و 9.18 دارند. از طرف دیگر ، بافرهای قابل ردیابی NIST نیز برای استفاده در هنگام کالیبراسیون کافی است. بافر YSI قابل ردیابی است و در مقادیر pH 4 ، 7 و 10 ارائه می شود.

برای برخی از نکات عملی در مورد کالیبراسیون ، راهنمای کالیبراسیون الکترود pH YSI را بررسی کنید!

کالیبراسیون چه کاری انجام می دهد؟
کالیبراسیون pH دو کار را انجام می دهد - 1-) شیب الکترود جدید را بر اساس معادله Nernst که قبلاً مورد بحث قرار گرفته است ایجاد کنید و 2.) نقطه صفر را تنظیم کنید. از آنجا که هر دوی اینها با گذشت زمان می توانند تغییر کنند ، کالیبراسیون مکرر لازم است.

نقطه صفر ، همچنین به عنوان پتانسیل / نقطه عدم تقارن شناخته می شود ، معمولاً مقدار mV هنگام الکترود در بافر pH 7 قرار می گیرد. نقطه صفر نظری 0 میلی ولت نیست. این امر صحیح است زیرا الکترود مرجع به طور معمول در محلول الکترولیت است که pH برابر با 7 دارد. اگر مرجع و الکترود سنجش هر دو در یک محلول با pH یکسان هستند ، از نظر تئوریک نباید در پتانسیل های آنها اختلاف داشته باشد. نمایشگر 0 میلی ولت بر روی pH سنج. یک الکترود جدید از پتانسیل عدم تقارن برخوردار است که معمولاً تنها در صورت آماده سازی با دقت فقط چند ولت ولت است.

نقطه صفر هنگام تعیین وضعیت عملکرد الکترود مفید است. اگر نقطه عدم تقارن شروع به چرخش بیش از حد از صفر کند ، ممکن است الکترود نیاز به تمیز ، سرویس یا جایگزینی داشته باشد. نقطه عدم تقارن با افزایش سن الکترود تغییر می کند ، بنابراین کالیبراسیون منظم توصیه می شود و بیشتر به عنوان سن الکترود برای جبران این تغییرات مورد نیاز خواهد بود.

چند بار باید کالیبراسیون کنم؟
شاید رایج ترین سؤال در مورد کالیبراسیون این باشد که چند بار باید آن را تکمیل کرد. فراوانی کالیبراسیون های بعدی به کاربرد بستگی دارد. برخی از برنامه ها نیاز به کالیبراسیون روزانه دارند ، در حالی که برخی دیگر فقط به کالیبراسیون هفتگی یا ماهانه نیاز دارند. در صورت امکان ، کالیبراسیون در ابتدای هر روز بهتر است.
کالیبراسیون بیشتر در هنگام اندازه گیری در نمونه های آلوده به یون یا یون کم ، لازم است. الکترودهای pH مورد استفاده در محیطهای با شدت اسیدی و درجه حرارت بالا نیز باید بیشتر مورد کالیبره قرار گیرند ، زیرا این الکترودها خیلی سریعتر پیر می شوند و در نتیجه واکنش کندتر ، تغییر در شیب الکترود و تغییر شکل نقطه صفر حاصل می شود.
چند نقطه کالیبراسیون باید استفاده کنم؟
تعداد نقاط کالیبراسیون موضوع مشترک بحث است. بیشتر ابزارهای آزمایشگاهی و میدانی امکان کالیبراسیون را با حداکثر 3 بافر فراهم می کنند.
کالیبراسیون ممکن است بعد از یک بافر به پایان برسد و در نتیجه ، یک کالیبراسیون تک نقطه ای انجام شود. نقطه صفر در طی یک کالیبراسیون تک نقطه ای مشخص می شود در حالی که شیب الکترود مورد استفاده شیب Nernst تئوریک (-59.16 mV / pH در 25 درجه سانتیگراد) است. لازم به ذکر است که یک کالیبراسیون تک نقطه ای باید با بافر pH 7 انجام شود.
دامنه استفاده از کالیبراسیون تک نقطه ای محدود است ، زیرا یک الکترود کالیبره شده تا یک نقطه (یعنی pH 7) فقط باید برای اندازه گیری در محدوده 6.5 pH تا 7.5 pH استفاده شود. مقدار pH به دست آمده ممکن است برای مقایسه با نتایج اندازه گیری قبلاً به دست آمده استفاده شود ، اما یک مقدار مطلق نیست.
بهتر است حداقل یک کالیبراسیون دو نقطه ای انجام شود ، با استفاده از بافر pH 7 به عنوان یکی از این نقاط (86/6 برای مجموعه بافر NIST). اگرچه برای بسیاری از سازها مورد نیاز نیست ، اما بهتر است از بافر pH 7 شروع شود. برای یک کالیبراسیون دو نقطه ای ، بافرهای pH مورد استفاده باید حداقل دو واحد pH متفاوت باشند و باید انتظار داشته باشند که در شرایط pH درجا قرار گیرند. مگر در مواردی که نمونه بالاتر از pH 7 باشد ، از بافرهای اساسی استفاده نشود ، زیرا مقدار pH آنها با جذب CO2 تغییر می کند.
کالیبراسیون های سه نقطه معمولاً زمانی کامل می شوند که شرایط pH نمونه به خوبی درک نشده باشد. عدم تقارن و شیب برای هر دو کالیبراسیون دو و سه نقطه تعیین می شود.
راندمان الکترود چیست؟
پس از کالیبراسیون ، pH مترها به طور معمول شیب الکترود را در هر دو mV / pH (به عنوان مثال شیب Nernst) ، به صورت درصد یا هر دو نشان می دهد. غالباً از ما سؤال می شود که این درصد ، که بازده الکترود نامیده می شود ، در واقع چیست.

راندمان الكترود صرفاً درصدي از شيب Nernst تئوري (-59.16 mV / pH) است.

[6] راندمان الکترود = (شیب مشاهده شده / شیب نظری) * 100

به عنوان نمونه ، اگر در طول کالیبراسیون شیب به -57.10 میلی ولت / pH تعیین می شود ، بازده 5/96٪ خواهد بود.

علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد pH هستید؟ منابع زیر را بررسی کنید!

پایان