نحوه استفاده PH متر
منبع: آزمایشگاه دکتر Zhongqi He - وزارت کشاورزی ایالات متحده
اسیدها و پایه ها به ترتیب موادی هستند که می توانند پروتون ها (H +) و یون های هیدروکسید (هیدروکسید) را اهدا کنند. آنها دو افراطی هستند که مواد شیمیایی را توصیف می کنند. مخلوط کردن اسیدها و پایه ها می توانند اثرات شدید آنها را خنثی یا خنثی کنند. ماده ای که نه اسیدی است و نه پایه ، خنثی است. مقادیر غلظت پروتون ([H +]) برای اکثر محلولها به راحتی غیر قابل مقایسه هستند و مقایسه آن دشوار است ، به طوری که یک مقدار عملی تر ، pH ، معرفی شده است. pH در ابتدا به عنوان لگاریتم اعشاری معکوس از غلظت مولی پروتون معادله 1 تعریف شده بود ، اما به لگاریتم اعشاری معکوس از فعالیت یون هیدروژن معادله 2. به روز شد. تعریف قبلی اکنون گاه به صورت p [H] بیان می شود. . تفاوت بین [H] و pH کاملاً ناچیز است. بیان شده است که pH = p [H] + 0.04. استفاده از اصطلاح pH در هر دو نوع اندازه گیری متداول است.
مقیاس pH به طور معمول از 0 تا 14 متغیر است. برای محلول 1M از یک اسید قوی ، pH = 0 و برای محلول 1 M از یک پایه قوی ، pH = 14. بنابراین ، مقادیر pH اندازه گیری شده بیشتر در محدوده 0 تا 14 قرار خواهند گرفت ، گرچه مقادیر خارج از آن محدوده کاملاً ممکن است. آب خالص با pH = 7 خنثی است. pH کمتر از 7 اسیدی است و pH بالاتر از 7 آن پایه است. از آنجا که مقیاس pH لگاریتمی است ، pH یک مقدار بدون بعد است. هر مقدار pH زیر 7 برابر 10 برابر اسیدی تر از عدد صحیح بعدی است. به عنوان مثال ، pH 4 برابر 10 برابر اسیدی تر از pH 5 و 100x (10 x 10) اسیدی تر از pH 6 است. همین مقدار در مورد pH های بالاتر از 7 نیز صادق است ، که هر یک 10 برابر اساسی تر است (یا قلیایی) از مقدار کل پایین تر بعدی به عنوان مثال ، pH 10 برابر 10 برابر اساسی تر از pH 9 است.
به این ویدیو مراجعه کنید
پایگاه داده آموزش جووی. شیمی عمومی. با استفاده از pH سنج. JoVE ، کمبریج ، MA ، (2020).
اصول
ممکن است pH یک محلول با اندازه گیری های الکتروشیمیایی با وسیله ای معروف به pH سنج با الکترود حساس به pH (پروتون) (معمولاً شیشه) و یک الکترود مرجع (معمولاً کلرید نقره یا کالومل) مشخص و به راحتی و به راحتی مشخص شود. در حالت ایده آل ، پتانسیل الکترود ، E ، برای پروتون می تواند به صورت زیر نوشته شود
معادله 3
در جایی که E پتانسیل اندازه گیری شده است ، E0 پتانسیل الکترود استاندارد در aH + = 1 mol / L است ، R ثابت گاز است ، T دما در کلوین ، F دمای ثابت فارادی است. PH متر
الکترود pH در تماس با محلول از یک لیوان حساس به pH مخصوص فرموله شده استفاده می کند که پتانسیل (E) متناسب با pH محلول را ایجاد می کند. الکترود مرجع برای حفظ پتانسیل ثابت در هر دمای معین طراحی شده است و برای تکمیل مدار اندازه گیری pH درون محلول عمل می کند. این یک پتانسیل مرجع شناخته شده برای الکترود pH را فراهم می کند. تفاوت در پتانسیل های pH و الکترودهای مرجع ، سیگنال میلی ولت (میلی ولت) متناسب با pH را فراهم می کند. در عمل ، الکترود شیشه ای ترکیبی دارای الکترود مرجع داخلی است. در برابر محلول های بافر فعالیت یون یون هیدروژن شناخته شده کالیبره شده است. بیشتر سنسورهای pH برای تولید سیگنال 0 میلی ولت با pH 7.0 با شیب (از نظر تئوری ایده آل) یا حساسیت از -59.16 mV / pH در 25 درجه سانتیگراد طراحی شده اند. دو یا چند راه حل بافر به منظور استفاده از این واقعیت استفاده می شود که "شیب" ممکن است کمی با ایده آل متفاوت باشد. راه حل های استاندارد بافر تجاری معمولاً با اطلاعاتی در مورد مقدار pH در 25 درجه سانتیگراد و یک عامل تصحیح برای سایر دما ها به دست می آیند.
روش
1. کالیبراسیون pH
با فشار دادن دکمه "نیرو" ، قدرت متر را روشن کنید.
اگر در دسترس است و یا با الکترود نیست ، کاوشگر جبران دمای اتوماتیک (ATC) را وصل کنید.
بررسی کنید که حالت اندازه گیری pH است. اگر اینطور نیست ، دکمه "MODE" را فشار دهید تا حالت "pH" روی صفحه LCD نمایش داده شود.
برای راهنمایی در صورت نیاز با راهنمای مرجع سریع در پایین متر یا مجاور آن مشورت کنید.
همیشه برای کالیبراسیون از بافرهای pH تازه ، بلااستفاده و غیرقابل استفاده استفاده کنید. بافرها باید در دمای مشابه با محلول های آزمایش قرار گیرند.
الکترود pH را با آب مقطر و سپس بافر که برای کالیبراسیون مورد استفاده قرار می گیرد (یعنی pH 7.00) بشویید.
الکترود pH را درون یک بافر pH خنثی (یعنی pH 7.00) فرو کنید. بافر را با یک نوار مغناطیسی (با سرعت متوسط 30 پوند) هم بزنید تا بهترین نتیجه را بگیرید.
دکمه "CAL / MEAS" (کالیبراسیون [یا استاندارد سازی] / آسان سازی) را فشار دهید تا عملکرد "کالیبراسیون (استاندارد سازی)" را انتخاب کنید. مقدار pH بافر را روی صفحه نمایش متر بر روی 7.00 تنظیم کنید.
وقتی "خواندن" پایدار است ، دکمه "ENTER" را بزنید تا بپذیرید. خواندن اولیه به طور خلاصه قبل از شروع صفحه نمایش ثانویه پیمایش از بین بافرهای موجود دیگر ، اندکی چشمک می زند.
الکترود pH را با آب مقطر و سپس بافر شستشو دهید تا برای کالیبراسیون بعدی استفاده شود (به عنوان مثال ، pH 4.01).
الکترود pH را درون بافر بعدی با pH 4.01 فرو کنید. نمایشگر متر باید روی مقدار بافر قفل شود.
وقتی "خواندن" پایدار است ، "ENTER" را فشار دهید تا بپذیرید. خواندن اولیه به طور خلاصه چشمک می زند ، سپس بازده درصد (شیب) را نشان می دهد
نحوه استفاده PH متر