Inventář problémů měření pH metrem
1. Měření pH při vysoké teplotě
Vysoká teplota vodného roztoku obecně znamená více než 60 stupňů. Za těchto podmínek má roztok zvláště závažný korozní účinek na skleněnou elektrodu, zejména v alkalické oblasti pH. Tento korozní účinek způsobuje potenciální drift skleněné elektrody a zhoršuje její výkon. .
V mikrobiálních chovných nádržích ve farmaceutickém, fermentačním, potravinářském a jiném průmyslu vyžaduje měření pH, aby skleněná elektroda vydržela stimulaci vysokou teplotou při 120-130 stupni, to znamená, že elektroda musí odolat erozi vysokoteplotního roztoku.
a
Dalším problémem, který je třeba vyřešit při měření vysokých teplot, je stabilita referenční elektrody.
Aby se zabránilo rozpouštění AgCl při vysoké teplotě, zahustěte vrstvu AgCl, přidejte do roztoku elektrody pevný AgCl nebo použijte jako referenční elektrodu monokrystal AgCl; referenční elektrodu lze také připojit mimo oblast s vysokou teplotou a připojit přes solný můstek.
2. Měření pH při nízké teplotě
Při nízké teplotě vnitřní odpor skleněné elektrody prudce stoupá, proto by měla být zvolena skleněná elektroda s nízkým vnitřním odporem pH a do vnitřního roztoku elektrody se přidá organické rozpouštědlo, aby se snížil bod tuhnutí.
3. Měření pH nevodných roztoků
Nevodné roztoky se týkají roztoků složených z nevodných rozpouštědel, včetně čistých nevodných roztoků a částečných nevodných roztoků.
Mnoho elektrolytů, rozpustných v organických rozpouštědlech, také vyžaduje měření pH. Mezi běžně používaná organická rozpouštědla patří ethanol, glykoly, ethery, amidy, nitrily, ketony atd. Jejich schopnost rozpouštět elektrolyty souvisí s jejich dielektrickou konstantou ε. Jejich dielektrická konstanta se výrazně liší od dielektrické konstanty vody (voda ε=78.3) a může být vyšší nebo nižší než u vody. Například dielektrické konstanty e propanolu, ethanolu, methanolu, glycerolu, propylenglykolu a formamidu jsou 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 a 109,5. Vzhledem k tomu, že dielektrická konstanta organických rozpouštědel je odlišná od dielektrické konstanty vody, rozsah pH a neutrální bod každého rozpouštědla se výrazně liší od hodnot vody.
S rozvojem průmyslu a pokrokem vědy a techniky byl postupně prováděn výzkum měření hodnoty pH nevodných roztoků. Zralejšími jsou těžká voda, propanol, ethanol, metanol, glycerol, propylenglykol a formamid.
Čistá voda je chemicky neutrální a konstanta iontového produktu Kw vody se rovná 10 až -14té mocnině při 250 °C. Velikost „obvyklého rozsahu pH“ pro vodné roztoky je obvykle definována jako:
-logKw=14 Rozsah měření pH je tedy od 0 do 14.
Neutrální bod pHn vodného roztoku je hodnota pH, při které jsou koncentrace H plus a OH- stejné. pHn=-1/2logKw
pHn souvisí s teplotou, při 250C, pHn=,7.00, při 1000C, pHn=6.13, viz přiložená tabulka.
Rozsah pH rozpouštědla Z je definován jako;
a
Rozsah pH (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z je iontový produkt Z (také známý jako iontové migrační číslo). při 250C
Při Z=vodě je rozsah Kap=10-14pH 14pH. pHn=7
Z=acetonitril, Kap=10-28 rozsah pH je 28 pH. pHn=14
Z =formamide Kap=10-17rozsah pH je 17pH. pHn=8.5
Poznámka: pH =14 ve vodném roztoku znamená hodnotu pH při maximální alkalitě a pH =14 v acetonitrilovém roztoku je pouze neutrální bod. Proto je třeba věnovat pozornost porovnávání hodnot pH různých rozpouštědel, to znamená, že mezi hodnotami pH různých rozpouštědel není žádná srovnatelnost.
Opatření při měření hodnoty pH nevodných roztoků:
Nevodný roztok má špatnou vodivost a mezi referenční elektrodou a měřeným roztokem se vytvoří velký a nestabilní kapalný spojovací potenciál, což má za následek značné chyby měření. Referenční elektroda je co nejblíže pH skleněné elektrodě a průnik KCL elektrolytem referenční elektrody by měl být velký (průnik elektrolytu KCL externí referenční elektrody by měl být velký). Nejlepší je použít kompozitní elektrodu. Vzhledem k těsné a pevné vzdálenosti mezi indikační elektrodou a referenční elektrodou v kompozitní elektrodě je výhodné získat stabilní a opakovatelný potenciál v nevodném roztoku a kyveta pro měření pH by měla být dobře stíněna.
Při měření emulze (emulze) nebo olejového roztoku je velmi důležité správně zvolit typ kapalinového spoje a kapalinový spoj se snadno obnovuje a čistí. Pro některé nevodné roztoky se doporučuje, aby byly vhodné otevřené nebo pouzdrové kapalinové spoje.
Při online měření přísně kontrolujte průtok (laminární proudění). Vyhněte se turbulencím.
Rozpouštědlo roztoku referenční elektrody by mělo jako rozpouštědlo používat měřené složení roztoku k odstranění nestabilního potenciálu kapalného přechodu nebo použít roztok dvojitého solného můstku.
Po změření nevodného roztoku má pH skleněná elektroda často pokles odezvy. V tomto okamžiku by měla být elektroda vyčištěna čisticím prostředkem a poté by měla být ponořena do 0,1 mol/l HCL na několik hodin, aby se elektroda obnovila.
Po změření roztoku obsahujícího tuk a bílkovinu lze elektrodu na několik hodin ponořit do směsného rozpouštědla obsahujícího silný pepsin (Pepsin) HC a poté opláchnout vodou.
Pro měření pH nevodných médií podobných vodě, jako je těžká voda a systém voda-alkohol, může skleněná elektroda v takových rozpouštědlech udržet potenciál po dlouhou dobu stabilní. Po ponoření elektrody do rozpouštědla dosáhne elektroda rovnováhy a poté použije standardní pufrovací roztok nakonfigurovaný v tomto rozpouštědle ke kalibraci elektrody. Hodnota pH naměřená touto metodou je relativní hodnota pH nebo zdánlivá hodnota pH.
Pro elektrody pro měření pH v nevodném roztoku je lepší použít lithiovou skleněnou elektrodu místo sodné skleněné pH elektrody (lithná skleněná pH elektroda je modrá a žárovka sodné skleněné pH elektrody je bílá). Protože u skleněných elektrod je vlhkost nezbytná k vytvoření „hydratační gelové vrstvy“ reagující na pH, vyžadují lithiové skleněné elektrody mnohem méně vlhkosti než elektrody sodné.
Při měření bez vody by měl být použit pH metr s velkým rozsahem (mimo rozsah pH 14 v plném rozsahu),
