Un potențiometru este dispozitivul utilizat pentru a măsura diferența de potențial dintre un electrod de lucru și un electrod de referință, când ambii sunt imersați într-o soluție a căreia se dorește determinarea acidității sau a bazicității acestuia, exprimând acest lucru ca pH.
În acest fel, potențiometria se referă la metoda analitică utilizată pentru a determina concentrația ionilor H + într-o substanță care se află în soluție, prin utilizarea unui potențiometru și a celor doi electrozi menționați anterior.
În cazul electrodului de referință, acesta are un potențial cunoscut, constant și stabil, spre deosebire de electrodul de lucru. Potențialul care se dezvoltă în acest ultim electrod variază proporțional cu concentrația ionilor H + găsiți în soluție.
Acest potențial este influențat foarte mult și de temperatura la care se efectuează măsurarea.
Pentru ce este?
Există un număr mare de procese industriale - cum ar fi producția de medicamente, prelucrarea alimentelor și purificarea apei - care sunt foarte sensibile la modificările nivelului de pH. Din acest motiv măsurarea corectă a acestuia este atât de importantă.
Așa cum am menționat anterior, pH-ul este un parametru utilizat pentru a măsura aciditatea sau alcalinitatea unei soluții care se află în faza apoasă prin analizarea concentrației ionilor H + din soluție. Apoi, valoarea pH-ului este calculată prin următoarea ecuație:
pH = -log
Deci potentiometrul este utilizat pentru a măsura pH-ul unei substanțe din soluție.
Când potențiometrul este conectat la cei doi electrozi imersați în soluția de analizat, detectează diferența de potențial dintre electrodul de lucru și de referință, amplificând acest semnal și transformându-l într-o valoare de pH folosind ecuația descrisă mai sus.
Cum functioneazã?
Funcționarea unui potențiometru se bazează pe mecanismul unei celule electrochimice, unde ionii H + sunt implicați în reacția chimică a celulei pentru a determina concentrația acestor ioni în soluție și, în acest fel, obținerea pH-ului aceluiași .
Când doriți să măsurați pH-ul unei soluții prin potențiometrie, se utilizează un potențiometru și un electrod; primul este dispozitivul care determină pH-ul, în timp ce al doilea se bazează pe combinația unui electrod de referință și a unui electrod de măsurare sensibil la analite.
În acest sens, se formează un circuit prin care curge curentul electric între electrozi și soluție, unde îndeplinesc funcția unei baterii atunci când sunt cufundate în soluția menționată.
În acest fel, potențiometrul este proiectat pentru a genera o tensiune egală cu zero (în unități de milivolți) atunci când are un pH egal cu șapte; adică neutru.
De asemenea, atunci când se înregistrează o creștere a valorilor potențiale (cu numere pozitive) înseamnă că există valori de pH mai mici, iar când se observă o scădere - adică o creștere către numere negative - vorbim de valori mai mari. pH.
electrozi
Electrodul de măsurare (sau de lucru) constă dintr-un dispozitiv în care are loc reacția studiată (oxidare sau reducere).
Deși există multe tipuri, este în general sticlă, constând dintr-o membrană de sticlă foarte subțire, care are permeabilitate la ionii H + din mediul în care se află.
Prin plasarea acestui lucru într-o soluție care are un pH diferit decât soluția prezentă în celulă, se generează o diferență de potențial între cele două fețe ale membranei și această diferență poate fi înregistrată cu ajutorul unui electrod de referință.
Pe de altă parte, electrodul de referință este un dispozitiv care are caracteristici de potențial stabil și cu valoare cunoscută, care este utilizat în mod normal ca anod în celula electrochimică.
Un exemplu de acest tip de electrod este unul alcătuit dintr-un fir de argint, care este acoperit cu clorură de argint și cufundat într-o soluție diluată de acid clorhidric sau electrodul de referință saturat cu calomel, precum cel prezentat. în figura de mai jos.
Deci potențiometrul determină diferența de potențial generată între electrozi, deși numai potențialul electrodului de lucru depinde de concentrațiile speciilor ionice.
Calibrarea unui potențiometru
Calibrarea unui potențiometru trebuie efectuată prin soluții tampon cunoscute (numite și soluții tampon sau soluții tampon), care constau în sisteme cu pH practic invariabil, care conțin o substanță slabă și speciile sale conjugate.
Fiecare tampon are un pH specific, care poate fi acid (pH <7), bazic (pH> 7) sau neutru (pH = 7) și poate fi standardizat comercial sau preparat în laborator cu reactivi certificate și prin utilizarea unor proceduri stabilite și validate.
Deoarece potențiometrele măsoară valoarea pH-ului într-un interval care este considerat larg, trebuie știut dacă analitul are un pH mai mare sau mai puțin de șapte pentru a proceda la calibrarea corectă a acestuia.
Prin urmare, pentru eșantioanele al căror pH este de așteptat să fie bazic, acesta trebuie calibrat cu o soluție tampon cu un pH egal cu șapte și cu un alt pH mai mare (în mod normal se folosește unul din 10 zeci).
Pe de altă parte, pentru probele cu un pH acid preconizat, este calibrat cu o soluție tampon cu un pH egal cu șapte și cu un alt pH mai mic (în mod normal se folosește unul de pH patru).
În cele din urmă, recalibrarea acestui instrument de măsurare trebuie efectuată înainte și după fiecare utilizare, înregistrând rezultatele acestuia, inclusiv data și ora în care au fost efectuate și caracteristicile soluțiilor tampon utilizate pentru controlul acestuia.
Referințe
- Wikipedia. (Sf). contor de pH. Obținut de pe es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chimie, ediția a noua. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Masuratori de Ph. Obținut din books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Managementul laboratorului analitic: simplu și simplu. Obținut din books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Chimie analitică pentru tehnicieni, ediția a treia. Obținut din books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Calibrare: un ghid tehnician. Obținut din books.google.co.ve