มิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดความต่างศักย์ระหว่างทำงานและขั้วไฟฟ้าอ้างอิงเมื่อทั้งสองจะได้เต็มอิ่มในการแก้ปัญหาที่มันเป็นที่ต้องการที่จะตรวจสอบความเป็นกรดหรือด่างของการแสดงนี้เป็นค่า pH
ด้วยวิธีนี้โพเทนชิโอมิเตอร์หมายถึงวิธีการวิเคราะห์ที่ใช้เพื่อกำหนดความเข้มข้นของไอออน H +ในสารที่อยู่ในสารละลายโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์และอิเล็กโทรดทั้งสองดังกล่าวข้างต้น
ในกรณีของอิเล็กโทรดอ้างอิงมีศักย์ไฟฟ้าที่ทราบคงที่และมีเสถียรภาพซึ่งแตกต่างจากอิเล็กโทรดที่ใช้งานได้ ศักยภาพที่พัฒนาในอิเล็กโทรดสุดท้ายนี้จะแตกต่างกันไปตามความเข้มข้นของ H +ไอออนที่พบในสารละลาย
ศักยภาพนี้ยังได้รับอิทธิพลอย่างมากจากอุณหภูมิที่ทำการวัด
มีไว้เพื่ออะไร?
มีกระบวนการทางอุตสาหกรรมจำนวนมากเช่นการผลิตยาการแปรรูปอาหารและการทำน้ำให้บริสุทธิ์ซึ่งมีความไวสูงต่อการเปลี่ยนแปลงของระดับ pH ด้วยเหตุนี้การวัดที่ถูกต้องจึงมีความสำคัญมาก
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ pH เป็นพารามิเตอร์ที่ใช้ในการวัดความเป็นกรดหรือด่างของสารละลายที่อยู่ในช่วงน้ำโดยการวิเคราะห์ความเข้มข้นของ H +ไอออนในสารละลาย จากนั้นค่า pH จะคำนวณโดยสมการต่อไปนี้:
pH = -log
ดังนั้นโพเทนชิออมิเตอร์จึงใช้ในการวัดค่า pH ของสารในสารละลาย
เมื่อโพเทนชิออมิเตอร์เชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าทั้งสองที่แช่อยู่ในสารละลายที่จะวิเคราะห์จะตรวจจับความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรดที่ใช้งานและอิเล็กโทรดอ้างอิงขยายสัญญาณนี้และแปลงเป็นค่า pH โดยใช้สมการที่อธิบายไว้ข้างต้น
มันทำงานอย่างไร?
การทำงานของโพเทนชิออมิเตอร์ขึ้นอยู่กับกลไกของเซลล์ไฟฟ้าเคมีโดยที่ไอออนของ H +มีส่วนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาทางเคมีของเซลล์เพื่อตรวจสอบความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้ในสารละลายและด้วยวิธีนี้จะได้รับ pH เท่ากัน .
เมื่อคุณต้องการวัดค่า pH ของสารละลายด้วยโพเทนชิโอมิเตอร์จะใช้โพเทนชิออมิเตอร์และอิเล็กโทรด อย่างแรกคืออุปกรณ์ที่กำหนด pH ในขณะที่อุปกรณ์ที่สองขึ้นอยู่กับการรวมกันของอิเล็กโทรดอ้างอิงและอิเล็กโทรดการวัดที่ไวต่อการวิเคราะห์
ในแง่นี้วงจรจะถูกสร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าไหลระหว่างอิเล็กโทรดและสารละลายโดยที่พวกมันทำหน้าที่ของแบตเตอรี่เมื่อแช่อยู่ในสารละลายที่กล่าวถึง
ด้วยวิธีนี้โพเทนชิออมิเตอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าเท่ากับศูนย์ (ในหน่วยมิลลิโวลต์) เมื่อมี pH เท่ากับเจ็ด นั่นคือเป็นกลาง
ในทำนองเดียวกันเมื่อมีการลงทะเบียนการเพิ่มขึ้นของค่าที่เป็นไปได้ (ด้วยตัวเลขบวก) หมายความว่ามีค่า pH ที่ต่ำกว่าและเมื่อสังเกตเห็นการลดลงนั่นคือการเติบโตไปสู่จำนวนลบ - เราพูดถึงค่าที่สูงขึ้น pH.
อิเล็กโทรด
อิเล็กโทรดวัด (หรือทำงาน) ประกอบด้วยอุปกรณ์ที่เกิดปฏิกิริยาระหว่างการศึกษา (ออกซิเดชั่นหรือรีดักชัน)
แม้ว่าจะมีหลายประเภท แต่โดยทั่วไปแล้วจะเป็นแก้วซึ่งประกอบด้วยเมมเบรนแก้วที่บางมากซึ่งมีความสามารถในการซึมผ่านของไอออน H +ของตัวกลางที่เป็นอยู่
การวางสิ่งนี้ในสารละลายที่มี pH แตกต่างจากสารละลายที่มีอยู่ในเซลล์ความต่างศักย์จะถูกสร้างขึ้นระหว่างสองหน้าของเมมเบรนและความแตกต่างนี้สามารถบันทึกได้โดยใช้อิเล็กโทรดอ้างอิง
ในทางกลับกันอิเล็กโทรดอ้างอิงเป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะของศักย์คงที่และมีค่าที่ทราบซึ่งโดยปกติจะใช้เป็นขั้วบวกในเซลล์ไฟฟ้าเคมี
ตัวอย่างของอิเล็กโทรดประเภทนี้คืออิเล็กโทรดที่ประกอบด้วยลวดเงินซึ่งเคลือบด้วยซิลเวอร์คลอไรด์และแช่อยู่ในสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเจือจางหรืออิเล็กโทรดอ้างอิงที่อิ่มตัวด้วยคาโลเมลเช่นเดียวกับที่แสดง ในรูปด้านล่าง
ดังนั้นโพเทนชิออมิเตอร์จะกำหนดความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดแม้ว่าจะมีเพียงศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดที่ใช้งานได้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของชนิดไอออนิก
การปรับเทียบโพเทนชิออมิเตอร์
การสอบเทียบโพเทนชิออมิเตอร์จะต้องดำเนินการโดยใช้สารละลายบัฟเฟอร์ที่รู้จักกันดี (เรียกอีกอย่างว่าบัฟเฟอร์หรือสารละลายบัฟเฟอร์) ซึ่งประกอบด้วยระบบที่มีค่า pH คงที่ในทางปฏิบัติซึ่งประกอบด้วยสารที่อ่อนแอและชนิดผันแปร
สารละลายบัฟเฟอร์แต่ละตัวมี pH เฉพาะซึ่งอาจเป็นกรด (pH <7) พื้นฐาน (pH> 7) หรือเป็นกลาง (pH = 7) และสามารถซื้อได้ตามมาตรฐานทั่วไปหรือเตรียมในห้องปฏิบัติการด้วยน้ำยาที่ผ่านการรับรองและ ผ่านการใช้ขั้นตอนที่กำหนดและตรวจสอบแล้ว
เนื่องจากโพเทนชิโอมิเตอร์วัดค่า pH ภายในช่วงที่ถือว่ากว้างจึงต้องทราบว่าเครื่องวิเคราะห์มีค่า pH มากกว่าหรือน้อยกว่าเจ็ดเพื่อดำเนินการปรับเทียบที่ถูกต้อง
ดังนั้นสำหรับตัวอย่างที่คาดว่าค่า pH จะเป็นพื้นฐานควรปรับเทียบด้วยสารละลายบัฟเฟอร์ที่มี pH เท่ากับเจ็ดและอีกค่าหนึ่งมี pH สูงกว่า (โดยปกติจะใช้ค่า pH หนึ่งในสิบ)
ในทางกลับกันสำหรับตัวอย่างที่มีค่า pH เป็นกรดที่คาดไว้จะได้รับการปรับเทียบด้วยสารละลายบัฟเฟอร์ที่มี pH เท่ากับเจ็ดและอีกค่าหนึ่งมี pH ต่ำกว่า (โดยปกติจะใช้ค่า pH หนึ่งในสี่)
สุดท้ายการปรับเทียบใหม่ของเครื่องมือวัดนี้จะต้องดำเนินการก่อนและหลังการใช้งานแต่ละครั้งโดยบันทึกผลรวมถึงวันที่และเวลาที่ใช้งานและลักษณะของสารละลายบัฟเฟอร์ที่ใช้ควบคุม
อ้างอิง
- วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) เครื่องวัดค่า pH สืบค้นจาก es.wikipedia.org
- ช้าง, ร. (2550). เคมีรุ่นที่เก้า. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). การวัดค่า Ph ได้มาจาก books.google.co.ve
- นีลเส็น, C. (1996). การจัดการห้องปฏิบัติการวิเคราะห์: ธรรมดาและเรียบง่าย ได้มาจาก books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). เคมีวิเคราะห์สำหรับช่างเทคนิครุ่นที่สาม ได้มาจาก books.google.co.ve
- เคเบิล, M. (2548). การสอบเทียบ: คู่มือช่างเทคนิค ได้มาจาก books.google.co.ve