Inventarizácia problémov s meraním pH metrom
1. Meranie pH pri vysokej teplote
Vysoká teplota vodného roztoku sa všeobecne vzťahuje na viac ako 60 stupňov. Za týchto podmienok má roztok obzvlášť závažný korózny účinok na sklenenú elektródu, najmä v alkalickom rozsahu pH. Tento korózny efekt spôsobuje potenciálny posun sklenenej elektródy a zhoršuje jej výkon. .
V nádržiach na chov mikróbov vo farmaceutickom, fermentačnom, potravinárskom a inom priemysle meranie pH vyžaduje, aby sklenená elektróda vydržala stimuláciu vysokou teplotou pri 120-130 stupňoch , to znamená, že elektróda musí odolať erózii roztoku s vysokou teplotou.
na
Ďalším problémom, ktorý je potrebné vyriešiť pri meraní vysokej teploty, je stabilita referenčnej elektródy.
Aby sa zabránilo rozpúšťaniu AgCl pri vysokej teplote, zahustite vrstvu AgCl, pridajte tuhý AgCl do roztoku elektródy alebo použite monokryštál AgCl ako referenčnú elektródu; referenčná elektróda môže byť pripojená aj mimo oblasti s vysokou teplotou a pripojená cez soľný mostík.
2. Meranie pH pri nízkej teplote
Pri nízkej teplote vnútorný odpor sklenenej elektródy prudko stúpa, preto by sa mala zvoliť sklenená elektróda s nízkym vnútorným odporom pH a do vnútorného roztoku elektródy sa pridá organické rozpúšťadlo, aby sa znížil bod tuhnutia.
3. Meranie pH nevodných roztokov
Nevodné roztoky sa týkajú roztokov zložených z nevodných rozpúšťadiel, vrátane čistých nevodných roztokov a čiastočných nevodných roztokov.
Mnohé elektrolyty, rozpustné v organických rozpúšťadlách, tiež vyžadujú meranie pH. Bežne používané organické rozpúšťadlá zahŕňajú etanol, glykoly, étery, amidy, nitrily, ketóny atď. Ich schopnosť rozpúšťať elektrolyty súvisí s ich dielektrickou konštantou ε. Ich dielektrická konštanta sa výrazne líši od dielektrickej konštanty vody (voda ε=78.3) a môže byť vyššia alebo nižšia ako voda. Napríklad dielektrické konštanty e propanolu, etanolu, metanolu, glycerolu, propylénglykolu a formamidu sú 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 a 109,5. Pretože dielektrická konštanta organických rozpúšťadiel je odlišná od dielektrickej konštanty vody, rozsah pH a neutrálny bod každého rozpúšťadla sú výrazne odlišné od rozsahu pH a neutrálneho bodu vody.
S rozvojom priemyslu a pokrokom vedy a techniky sa postupne realizuje výskum merania hodnoty pH nevodných roztokov. Tie zrelšie sú ťažká voda, propanol, etanol, metanol, glycerol, propylénglykol a formamid.
Čistá voda je chemicky neutrálna a konštanta iónového produktu Kw vody sa rovná 10 až -14-tej mocnine pri 250 °C. Veľkosť „zvyčajného rozsahu pH“ pre vodné roztoky je zvyčajne definovaná ako:
-logKw=14 Preto je rozsah merania pH od 0 do 14.
Neutrálny bod pHn vodného roztoku je hodnota pH, pri ktorej sú koncentrácie H plus a OH- rovnaké. pHn=-1/2logKw
pHn súvisí s teplotou pri 250 °C, pHn=,7.00, pri 1000 °C, pHn=6.13, pozri priloženú tabuľku.
Rozsah pH rozpúšťadla Z je definovaný ako;
na
Rozsah pH (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z je iónový produkt Z (známy aj ako migračné číslo iónov). pri 250C
Pri Z=vode je rozsah Kap=10-14pH 14pH. pHn=7
Z=acetonitril, Kap=10-28 rozsah pH je 28 pH. pHn=14
Z=formamid Kap=10-17rozsah pH je 17 pH. pHn=8.5
Poznámka: pH=14 vo vodnom roztoku znamená hodnotu pH pri maximálnej zásaditosti a pH=14 v roztoku acetonitrilu je iba neutrálny bod. Preto je potrebné venovať pozornosť porovnávaniu hodnôt pH rôznych rozpúšťadiel, to znamená, že neexistuje žiadna porovnateľnosť medzi hodnotami pH rôznych rozpúšťadiel.
Bezpečnostné opatrenia pri meraní hodnoty pH nevodných roztokov:
Nevodný roztok má zlú vodivosť a medzi referenčnou elektródou a meraným roztokom sa vytvorí veľký a nestabilný potenciál spojenia kvapaliny, čo má za následok značné chyby merania. Referenčná elektróda je čo najbližšie k pH sklenenej elektróde a prienik KCL elektrolytom referenčnej elektródy by mal byť veľký (penetrácia KCL elektrolytom externej referenčnej elektródy by mala byť veľká). Najlepšie je použiť kompozitnú elektródu. Kvôli tesnej a pevnej vzdialenosti medzi indikačnou elektródou a referenčnou elektródou v zloženej elektróde je výhodné získať stabilný a opakovateľný potenciál v nevodnom roztoku a bunka na meranie pH by mala byť dobre tienená.
Pri meraní emulzie (emulzie) alebo olejového roztoku je veľmi dôležité správne zvoliť typ kvapalinového spojenia a kvapalinový prechod sa dá ľahko obnoviť a vyčistiť. Odporúča sa, aby pre niektoré nevodné roztoky boli vhodné otvorené alebo objímkové kvapalinové spoje.
Pri online meraní prísne kontrolujte prietok (laminárne prúdenie). Vyhnite sa turbulenciám.
Rozpúšťadlo roztoku referenčnej elektródy by malo používať namerané zloženie roztoku ako rozpúšťadlo na odstránenie nestabilného spojovacieho potenciálu kvapaliny alebo použiť roztok dvojitého soľného mostíka.
Po meraní nevodného roztoku má pH sklenená elektróda často pokles odozvy. V tomto čase by sa elektróda mala vyčistiť čistiacim prostriedkom a potom by sa mala na niekoľko hodín ponoriť do 0,1 mol/l HCL, aby sa elektróda obnovila.
Po odmeraní roztoku s obsahom tuku a bielkovín je možné elektródu na niekoľko hodín ponoriť do zmiešaného rozpúšťadla obsahujúceho silný pepsín (Pepsín) HC a potom opláchnuť vodou.
Na meranie pH nevodných médií podobných vode, ako je ťažká voda a systém voda-alkohol, môže sklenená elektróda v takýchto rozpúšťadlách udržať potenciál stabilný po dlhú dobu. Po ponorení elektródy do rozpúšťadla elektróda dosiahne rovnováhu a potom použije štandardný tlmivý roztok nakonfigurovaný v tomto rozpúšťadle na kalibráciu elektródy. Hodnota pH nameraná touto metódou je relatívna hodnota pH alebo zdanlivá hodnota pH.
Pre elektródy na meranie pH v nevodnom roztoku je lepšie použiť lítiovú sklenenú elektródu namiesto sodíkovej sklenenej pH elektródy (lítiová sklenená pH elektróda je modrá a žiarovka sodnej sklenenej pH elektródy je biela). Pretože pre sklenené elektródy je vlhkosť nevyhnutná na vytvorenie "hydratačnej gélovej vrstvy", lítiové sklenené elektródy vyžadujú oveľa menej vlhkosti ako elektródy sodné.
Pri meraní bez vody by sa mal použiť pH meter s veľkým rozsahom (nad rozsahom pH 14 v plnom rozsahu),
