Et potentiometer er den enhed, der bruges til at måle potentialeforskellen mellem en arbejds- og en referenceelektrode, når begge er nedsænket i en opløsning, hvor det ønskes at bestemme dens surhed eller basalitet, hvilket udtrykker dette som pH.
På denne måde henviser potentiometri til den analysemetode, der er anvendt til at bestemme koncentrationen af H + -ioner i et stof, der er i opløsning, ved hjælp af et potentiometer og de to ovennævnte elektroder.
I tilfælde af referenceelektrode har den et kendt, konstant og stabilt potentiale i modsætning til arbejdselektroden. Potentialet, der udvikler sig i denne sidste elektrode, varierer i forhold til koncentrationen af H + -ioner, der findes i opløsningen.
Dette potentiale er også stærkt påvirket af den temperatur, hvorpå målingen udføres.
Hvad er det for?
Der er et stort antal industrielle processer - såsom lægemiddelproduktion, fødevareforarbejdning og vandrensning - der er meget følsomme over for ændringer i pH-niveauer. Derfor er dens korrekte måling så vigtig.
Som tidligere nævnt er pH en parameter, der bruges til at måle surheden eller alkaliteten af en opløsning, der er i den vandige fase, ved at analysere koncentrationen af H + -ioner i opløsningen. Derefter beregnes pH-værdien ved følgende ligning:
pH = -log
Så potentiometeret bruges til at måle pH-værdien af et stof i opløsning.
Når potentiometeret er forbundet til de to elektroder, der er nedsænket i den opløsning, der skal analyseres, registrerer det potentialeforskellen mellem arbejds- og referenceelektroden, forstærker dette signal og omdanner det til en pH-værdi ved hjælp af den ovenfor beskrevne ligning.
Hvordan virker det?
Funktionen af et potentiometer er baseret på mekanismen for en elektrokemisk celle, hvor H + -ioner er involveret i den kemiske reaktion af cellen for at bestemme koncentrationen af disse ioner i opløsningen og på denne måde opnå pH-værdien af den samme.
Når du vil måle pH-værdien af en opløsning ved hjælp af potentiometri, bruges et potentiometer og en elektrode; den første er enheden, der bestemmer pH, mens den anden er baseret på kombinationen af en referenceelektrode og en måleelektrode, der er følsom overfor analytter.
I denne forstand dannes et kredsløb, gennem hvilket den elektriske strøm strømmer mellem elektroderne og løsningen, hvor de udfører funktionen af et batteri, når de er nedsænket i den nævnte løsning.
På denne måde er potentiometeret designet til at generere en spænding lig med nul (i enheder af millivolt), når det har en pH lig med syv; det vil sige neutral.
Ligeledes, når der registreres en stigning i potentielle værdier (med positive tal), betyder det, at der er lavere pH-værdier, og når der observeres et fald - det er en vækst mod negative tal - vi taler om højere værdier. pH.
Elektroder
Måleelektroden består af en anordning, hvor reaktionen under undersøgelse (oxidation eller reduktion) finder sted.
Selvom der er mange typer, er det generelt glas, der består af en meget tynd glasmembran, der har permeabilitet for H + -ionerne i det miljø, hvori det er.
Ved at anbringe dette i en opløsning, der har en anden pH-værdi end den i cellen tilstedeværende opløsning, genereres der en potentialforskel mellem membranens to flader, og denne forskel kan registreres ved hjælp af en referenceelektrode.
På den anden side er referenceelektroden en anordning, der har karakteristika for stabilt potentiale og med kendt værdi, der normalt bruges som anode i den elektrokemiske celle.
Et eksempel på denne type elektrode er en, der består af en sølvtråd, der er belagt med sølvchlorid og nedsænket i en fortyndet saltsyreopløsning, eller referenceelektroden mættet med calomel som den viste. i figuren nedenfor.
Så potentiometeret bestemmer den potentielle forskel, der genereres mellem elektroderne, skønt kun potentialet for arbejdselektroden afhænger af koncentrationen af den ioniske art.
Kalibrering af et potentiometer
Kalibrering af et potentiometer skal udføres gennem kendte pufferopløsninger (også kaldet buffere eller pufferopløsninger), der består af systemer med praktisk talt ufravigelig pH-værdi, der indeholder et svagt stof og dets konjugerede arter.
Hver bufferopløsning har en specifik pH, der kan være sur (pH <7), basisk (pH> 7) eller neutral (pH = 7), og kan købes kommercielt som standardiseret eller tilberedt i laboratoriet med certificerede reagenser og gennem anvendelse af etablerede og validerede procedurer.
Da potentiometre måler pH-værdien inden for et område, der betragtes som bredt, skal det være kendt, om analytten har en pH, der er større eller mindre end syv for at fortsætte med den korrekte kalibrering.
For prøver, hvis pH forventes at være basisk, bør det kalibreres med en pufferopløsning med en pH lig med syv og en anden med en højere pH (normalt anvendes en af pH ti).
På den anden side kalibreres det for prøver med en forventet sur pH med en pufferopløsning med en pH-værdi lig syv og en anden med en lavere pH-værdi (normalt anvendes en af pH-værdien fire).
Endelig skal rekalibrering af dette måleinstrument udføres før og efter hver brug, idet det registreres resultater, inklusive datoen og klokkeslættet, i hvilket de blev udført, og egenskaberne for de bufferopløsninger, der blev anvendt til at kontrollere det.
Referencer
- Wikipedia. (Sf). pH-meter. Erhvervet fra es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kemi, niende udgave. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Ph-målinger. Erhvervet fra books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Styring af det analytiske laboratorium: Almindelig og enkel. Erhvervet fra books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Analytisk kemi for teknikere, tredje udgave. Erhvervet fra books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Kalibrering: En teknikervejledning. Erhvervet fra books.google.co.ve