Τι είναι το pH; Το pH είναι η λατινική σύντμηση για το "Pondus hydrogenii" (Pondus = πίεση, υδρογόνο = υδρογόνο), το οποίο μετρά τη δραστηριότητα των ιόντων υδρογόνου σε μια ουσία. Αυτή η δραστηριότητα σχετίζεται άμεσα με το όξινο, ουδέτερο και αλκαλικό υδατικό διάλυμα. Το νερό είναι χημικά ουδέτερο, αλλά δεν είναι απαλλαγμένο από ιόντα, ακόμα κι αν είναι χημικώς καθαρό, με ίχνη αποσύνθεσης: Αυστηρά μιλώντας, οι υδρογονικοί πυρήνες δεν υπάρχουν σε ελεύθερη κατάσταση μέχρι να ενυδατωθούν.
(H3O +) είναι ισοδύναμη με τη συγκέντρωση του ιόντος υδρογόνου (H +), ο παραπάνω τύπος μπορεί να απλουστευθεί στις ακόλουθες κοινώς χρησιμοποιούμενες μορφές:
Η2Ο = Η + + ΟΗ
Το θετικό ιόν υδρογόνου εδώ, οι άνθρωποι στη χημεία εκφράζονται ως "ιόντα Η +" ή "πυρήνας υδρογόνου". Οι πυρηνικοί πυρήνες υποδεικνύονται ως "ιόντα υδρογόνου". Τα αρνητικά ιόντα υδροξειδίου ονομάζονται "ιόντα υδροξειδίου."
Χρησιμοποιώντας τον νόμο της μαζικής δράσης, μπορεί κανείς να βρει μια σταθερά ισορροπίας για τη διάσπαση του καθαρού νερού:
Κ = Η3Ο + χ ΟΗ - Η2Ο
Δεδομένου ότι μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα νερού διαχωρίζεται, η γραμμομοριακή μάζα του νερού είναι στην πραγματικότητα μια σταθερά και η σταθερά ισορροπίας, K, αποδίδει το προϊόν, KW, νερού.
KW = ΚχΗ2Ο KW = Η3Ο + · ΟΗ- = 10-7 · 10-7 = 10-14 mol / l (25 ° C)
Δηλαδή υπάρχουν 10-7 γραμμομόρια ιόντων H3O + και 10-7 moles ιόντα OH> για ένα λίτρο καθαρού νερού στους 25 ° C.
Σε ουδέτερο διάλυμα, η συγκέντρωση του ιόντος υδρογόνου Η + και υδροξειδίου ιόντος ΟΗΟ είναι 10-7mol / l. Οπως:
Εάν υπάρχει περίσσεια ιόντων Η +, το διάλυμα είναι όξινο. Τα οξέα είναι ουσίες που καθιστούν τα ιόντα υδρογόνου Η + στο υδατικό διάλυμα ελεύθερα. Ομοίως, αν τα ιόντα ΟΗ είναι ελεύθερα, τότε το διάλυμα είναι αλκαλικό. Έτσι, δεδομένου ότι η τιμή Η + αρκεί για να υποδείξει τη φύση του διαλύματος, όξινη ή αλκαλική, προκειμένου να αποφευχθεί η χρήση της μοριακής συγκέντρωσης του υπολογισμού των αρνητικών δεικτών, ο βιολόγος Soernsen (Soernsen) το 1909 συνέστησε αυτό το ακατάλληλο για χρήση. με λογάριθμο και ορίζεται ως "ρΗ". Ο μαθηματικός ορισμός του ρΗ είναι ο κοινός λογάριθμος συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου. Δηλαδή ρΗ = -log [Η +].
Επομένως, η τιμή ρΗ είναι ο αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης ιόντων βάσης 10:
Η αλλαγή του pH των 50 m3 νερού απαιτεί 500L λευκαντικού από pH2 έως pH3. Ωστόσο, απαιτούνται μόνο 50 λίτρα λευκαντικού από το pH 6 έως το pH 7.
Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να μετρήσετε την τιμή του pH, κυρίως τη μέθοδο χημικής ανάλυσης, τη μέθοδο μέτρησης λαδιού, τη δυναμική μέθοδο. Εισάγεται κυρίως ποτενσιομετρικό ρΗ που μετράται.
Το ηλεκτρόδιο που χρησιμοποιείται για δυνητική ανάλυση ονομάζεται γαλβανικό στοιχείο. Η αρχική μπαταρία είναι ένα σύστημα, ο ρόλος του είναι να κάνει την ενέργεια της χημικής αντίδρασης σε ηλεκτρική ενέργεια. Η τάση αυτής της μπαταρίας ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική δύναμη (EMF). Αυτή η ηλεκτρομαγνητική δύναμη (EMF) αποτελείται από δύο ημικελύφη, ένα από τα οποία ονομάζεται ηλεκτρόδιο δείκτη και του οποίου το δυναμικό σχετίζεται με μια συγκεκριμένη δραστηριότητα ιόντων, όπως η Η +. το άλλο μισό κύτταρο είναι ένα ημι-κύτταρο αναφοράς, κοινώς αναφερόμενο ως ηλεκτρόδιο αναφοράς, το οποίο είναι συνήθως η λύση μέτρησης που συνδέεται και συνδέεται με το όργανο μέτρησης.
Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρόδιο κατασκευάζεται από ασημένιο σύρμα που εισάγεται σε διάλυμα άλατος που περιέχει ιόντα αργύρου, σχηματίζοντας ιόντα στη διεπιφάνεια μεταξύ του σύρματος και του διαλύματος λόγω των διαφορετικών ενεργειών των ιόντων αργύρου στις δύο φάσεις του μετάλλου και του διαλύματος άλατος Η διαδικασία φόρτισης και ο σχηματισμός μιας συγκεκριμένης διαφοράς δυναμικού. Έχασε ηλεκτρονικά ιόντα αργύρου στο διάλυμα. Αυτή η διαδικασία τελικά επιτυγχάνεται σε ισορροπία όταν δεν εφαρμόζεται εξωτερικό ρεύμα για αντίστροφη φόρτιση, δηλαδή δεν υπάρχει ροή ρεύματος. Η τάση που υπάρχει σε αυτή την κατάσταση ισορροπίας ονομάζεται δυναμικό ημι-κυψελών ή το δυναμικό ηλεκτροδίου. Αυτό το ηλεκτρόδιο (όπως περιγράφηκε παραπάνω) που αποτελείται από μέταλλο και ένα διάλυμα που περιέχει το μεταλλικό ιόν αναφέρεται ως ένας πρώτος τύπος ηλεκτροδίου.
Η μέτρηση αυτού του δυναμικού πραγματοποιείται σε σχέση με ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς του οποίου το δυναμικό είναι ανεξάρτητο από τη σύνθεση του διαλύματος άλατος. Αυτό το ηλεκτρόδιο αναφοράς με το δικό του δυναμικό αναφέρεται επίσης ως το δεύτερο ηλεκτρόδιο. Για τα ηλεκτρόδια αυτά, το μεταλλικό σύρμα καλύπτεται με ένα στρώμα ενός ελάχιστα διαλυτού άλατος αυτού του μετάλλου (π.χ. Ag / Agcl) και εισάγεται στο διάλυμα ηλεκτρολύτη που περιέχει το ανιόν του μεταλλικού άλατος. Το μέγεθος του ημι-κυτταρικού δυναμικού ή του δυναμικού ηλεκτροδίου αυτή τη στιγμή εξαρτάται από τη δραστικότητα τέτοιων ανιόντων.
Η τάση μεταξύ αυτών των δύο ηλεκτροδίων ακολουθεί την εξίσωση Nernst:
Nernst τύπος
Πού: Ηλεκτρονικό δυναμικό
E0 - πρότυπη τάση του ηλεκτροδίου
Ρυθμιστικό R-αερίου (8.31439 Joules / mole και ° C)
Η απόλυτη θερμοκρασία T-Kelvin (παράδειγμα: 20 ° C αντιστοιχεί σε (273,15 + 20) 293,15 Kelvin)
Η σταθερά του F-Faraday (96493 τραπεζογραμμάτια / ισοδύναμα)
n-σθένος του μετρηθέντος ιόντος (άργυρος = 1, υδρογόνο = 1)
ln (aMe) - Ο λογάριθμος της δραστηριότητας ιόντων aMe
Το πρότυπο ηλεκτρόδιο υδρογόνου είναι το σημείο αναφοράς για όλες τις δυνατές μετρήσεις. Το πρότυπο ηλεκτρόδιο υδρογόνου είναι ένα καλώδιο πλατίνας ηλεκτρολυμένο (επικαλυμμένο) με χλωριούχο λευκόχρυσο και περιβάλλεται από αέριο υδρογόνο (σταθερή πίεση 1013 hPa).
Η εμβάπτιση αυτού του ηλεκτροδίου σε περιεκτικότητα ιόντων H3O + 25 ℃ διαλύματος 1mol / l θα σχηματιστεί σε ηλεκτροχημικά όλα τα δυναμικά δυναμικά ημι-κυψελών αναφοράς ή δυναμικού ηλεκτροδίου. Μεταξύ αυτών, το ηλεκτρόδιο υδρογόνου είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί ουσιαστικά ως ηλεκτρόδιο αναφοράς, επομένως χρησιμοποιείται ως ηλεκτρόδιο αναφοράς ένας δεύτερος τύπος ηλεκτροδίου. Τα πιο συνηθισμένα από αυτά είναι ηλεκτρόδια αργύρου / χλωριούχου αργύρου. Το ηλεκτρόδιο αντιδρά με μεταβολές στη συγκέντρωση ιόντων χλωρίου με διάλυση του AgCl.
Το δυναμικό ηλεκτροδίου αναφοράς ηλεκτροδίου σταθεροποιείται με κορεσμένη δεξαμενή kcl (π.χ. 3 mol / l kcl). Το διάλυμα ηλεκτρολύτη σε μορφή υγρού ή πηκτής συνδέεται με το υπό δοκιμή διάλυμα μέσω της μεμβράνης.
Το ηλεκτρόδιο αργύρου και το ηλεκτρόδιο αναφοράς Ag / AgCl μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της περιεκτικότητας σε ιόντα αργύρου στο διάλυμα πλύσης με χρήση του παραπάνω συνδυασμού ηλεκτροδίων. Το ηλεκτρόδιο αργύρου μπορεί επίσης να αντικατασταθεί από ηλεκτρόδιο πλατίνας ή χρυσού για τη μέτρηση του δυναμικού οξειδοαναγωγής. Για παράδειγμα: στάδιο οξείδωσης μεταλλικών ιόντων.
Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο ηλεκτρόδιο δείκτη pH είναι ένα γυάλινο ηλεκτρόδιο. Πρόκειται για γυαλί με τελική εμφάνιση για γυάλινες μεμβράνες ευαίσθητες στο pH. Σωλήνας γεμάτος με κορεσμένο ρυθμιστικό διάλυμα AgCl 3mol / lkcl, ρΗ 7. Η διαφορά δυναμικού διαφοράς ρΗ που υπάρχει και στις δύο πλευρές της γυάλινης μεμβράνης μετρήθηκε με σύστημα αγωγιμότητας Ag / AgCl,
Όπως το δεύτερο ηλεκτρόδιο, εξαγωγή. ηλεκτροδίου σύνθετου ρΗ και ηλεκτροδίου στερεάς κατάστασης ρΗ,
Αυτή η δυνητική διαφορά ακολουθεί τον τύπο Nernst:
Nernst τύπος
Οι τιμές E0, R, T (298.15K ή 25 ℃) και άλλες τιμές στον παραπάνω τύπο ήταν:
E = 59,16 mv / 25 ° C ανά pH (όπου το ln (H3O +) έχει μετατραπεί σε ρΗ)
Όπου R και F είναι σταθερές, το n είναι το σθένος και κάθε ιόν έχει σταθερή τιμή. Ν = 1 για ιόντα υδρογόνου. Η θερμοκρασία "Τ" ως μεταβλητή παίζει μεγάλο ρόλο στη φόρμουλα Nernst. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η πιθανή τιμή θα αυξηθεί.
Για κάθε αύξηση θερμοκρασίας 1 ° C θα προκληθεί πιθανή αλλαγή των 0,2 mv / ανά pH. Η τιμή του ρΗ υποδεικνύει μια αλλαγή του 0,0033 ρΗ ανά 1 ° C πρώτα 1 ρΗ.
Αυτό σημαίνει ότι για μετρήσεις θερμοκρασίας μεταξύ 20 ° C και 30 ° C και περίπου 7 pH δεν είναι απαραίτητο να αντισταθμιστούν οι αλλαγές θερμοκρασίας και για εφαρμογές με θερμοκρασία> 30 ° C ή <20 °="" c="" και="" τιμή="" ph="" 8="" ή="" 6="" ,="">
Το βιομηχανικό pH μετρητή , είναι ένας κοινώς χρησιμοποιούμενος βιομηχανικός εξοπλισμός, που χρησιμοποιείται κυρίως για την ακριβή μέτρηση της τιμής pH του υγρού μέσου. Εκτός από την εγκατάσταση, καθαρισμό, αντι-παρεμβολές και άλλα θέματα που πρέπει να εξετάσετε
Email: info@lohand.net
