Ang isang potensyomiter ay ang aparato na ginamit upang masukat ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng isang gumaganang elektrod at isang sanggunian na elektrod, kapag ang parehong ay nahuhulog sa isang solusyon kung saan ito ay nais na matukoy ang kaasiman o pagiging simple, na nagpapahiwatig nito bilang pH.
Sa ganitong paraan, ang potentiometry ay tumutukoy sa pamamaraan ng analitikal na ginamit upang matukoy ang konsentrasyon ng mga ion ng H + sa isang sangkap na nasa solusyon, sa pamamagitan ng paggamit ng isang potensyomiter at ang dalawang nabanggit na mga electrodes.
Sa kaso ng sanggunian na elektrod, mayroon itong kilalang, palagi at matatag na potensyal na hindi katulad ng gumaganang elektrod. Ang potensyal na bubuo sa huling elektrod na ito ay nag-iiba sa proporsyon ng konsentrasyon ng mga H + ion na natagpuan sa solusyon.
Ang potensyal na ito ay lubos na naiimpluwensyahan ng temperatura kung saan isinasagawa ang pagsukat.
Para saan ito?
Mayroong isang malaking bilang ng mga pang-industriya na proseso - tulad ng paggawa ng gamot, pagproseso ng pagkain, at paglilinis ng tubig - na lubos na sensitibo sa mga pagbabago sa mga antas ng pH. Para sa kadahilanang ito ang tamang pagsukat ay napakahalaga.
Tulad ng nabanggit dati, ang pH ay isang parameter na ginamit upang masukat ang kaasiman o alkalinidad ng isang solusyon na nasa aqueous phase sa pamamagitan ng pagsusuri ng konsentrasyon ng mga ion ng H + sa solusyon. Pagkatapos, ang halaga ng pH ay kinakalkula ng mga sumusunod na equation:
pH = -log
Kaya ang potensyomiter ay ginagamit upang masukat ang pH ng isang sangkap sa solusyon.
Kapag ang potensyomiter ay konektado sa dalawang electrodes na nahuhulog sa solusyon upang masuri, natuklasan nito ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng elektrod ng pagtatrabaho at sanggunian, palakihin ang signal na ito at pag-convert sa isang halaga ng pH gamit ang equation na inilarawan sa itaas.
Paano ito gumagana?
Ang operasyon ng isang potensyomiter ay batay sa mekanismo ng isang electrochemical cell, kung saan ang mga H + ion ay kasangkot sa reaksiyong kemikal ng cell upang matukoy ang konsentrasyon ng mga ion sa solusyon at, sa ganitong paraan, makuha ang pH ng pareho .
Kapag nais mong masukat ang pH ng isang solusyon sa pamamagitan ng potentiometry, isang potentiometer at isang elektrod ang ginagamit; ang una ay ang aparato na tumutukoy sa pH, habang ang pangalawa ay batay sa pagsasama ng isang sanggunian na elektrod at isang pagsukat na elektrod na sensitibo sa mga analyt.
Sa diwa na ito, ang isang circuit ay nabuo kung saan ang kasalukuyang kasalukuyang daloy ng elektrod sa pagitan ng mga electrodes at ang solusyon, kung saan isinasagawa nila ang pag-andar ng isang baterya kapag sila ay nalubog sa nabanggit na solusyon.
Sa ganitong paraan, ang potensyomiter ay dinisenyo upang makabuo ng isang boltahe na katumbas ng zero (sa mga yunit ng mga millivolts) kapag mayroon itong isang pH katumbas ng pitong; iyon ay, neutral.
Gayundin, kapag ang isang pagtaas sa mga potensyal na halaga ay nakarehistro (na may mga positibong numero) nangangahulugan ito na mayroong mas mababang mga halaga ng pH, at kapag ang isang pagbawas ay sinusunod - ito ay, isang paglago tungo sa negatibong mga numero - nagsasalita kami ng mas mataas na mga halaga. pH.
Mga electrodes
Ang pagsukat (o nagtatrabaho) elektrod ay binubuo ng isang aparato kung saan nagaganap ang reaksyon sa ilalim ng pag-aaral (oksihenasyon o pagbawas).
Bagaman maraming mga uri, sa pangkalahatan ay baso, na binubuo ng isang napaka manipis na lamad ng salamin na may pagkamatagusin sa mga H + ion ng kapaligiran kung saan ito.
Sa pamamagitan ng paglalagay nito sa isang solusyon na may ibang pH kaysa sa solusyon na naroroon sa cell, ang isang potensyal na pagkakaiba ay nabuo sa pagitan ng dalawang mukha ng lamad at ang pagkakaiba na ito ay maaaring maitala sa pamamagitan ng isang sanggunian na elektrod.
Sa kabilang banda, ang sanggunian na elektrod ay isang aparato na may matatag na mga potensyal na katangian at isang kilalang halaga, na karaniwang ginagamit bilang anode sa electrochemical cell.
Ang isang halimbawa ng ganitong uri ng elektrod ay isa na binubuo ng isang wire na pilak, na pinahiran ng pilak na klorido at ibabad sa isang dilute hydrochloric acid solution, o ang sangguniang elektrod na puspos ng calomel, tulad ng ipinakita. sa figure sa ibaba.
Kaya tinutukoy ng potensyometriko ang potensyal na pagkakaiba na nabuo sa pagitan ng mga electrodes, bagaman ang potensyal lamang ng gumaganang elektrod ay nakasalalay sa mga konsentrasyon ng mga ionic species.
Pag-calibrate ng isang potensyomiter
Ang pagkakalibrate ng isang potensyomiter ay dapat isagawa sa pamamagitan ng kilalang mga solusyon sa buffer (tinatawag din na buffer o buffer solution), na binubuo ng mga system na may praktikal na hindi mapanghimasok na pH na naglalaman ng isang mahina na sangkap at mga conjugated species.
Ang bawat solusyon sa buffer ay may isang tiyak na pH, na maaaring maging acidic (pH <7), pangunahing (pH> 7), o neutral (pH = 7), at maaaring mabili nang komersyo bilang pamantayang o inihanda sa laboratoryo na may mga sertipikadong reagente at sa pamamagitan ng paggamit ng itinatag at napatunayan na mga pamamaraan.
Habang sinusukat ng potentiometer ang halaga ng pH sa loob ng isang saklaw na itinuturing na malawak, dapat itong malaman kung ang analyte ay may isang pH mas malaki o mas mababa sa pitong upang magpatuloy sa tamang pagkakalibrate nito.
Kaya, para sa mga sample na ang pH ay inaasahan na maging pangunahing, dapat itong ma-calibrate sa isang buffer solution na may pH na katumbas ng pito at isa pa na may mas mataas na pH (karaniwang isa sa pH sampung ang ginamit).
Sa kabilang banda, para sa mga sample na may isang inaasahang acidic pH, ito ay na-calibrate sa isang buffer solution na may pH na katumbas ng pito at isa pa na may mas mababang pH (karaniwang isa sa pH apat ang ginagamit).
Sa wakas, ang pagsasaayos ng instrumento sa pagsukat na ito ay dapat isagawa bago at pagkatapos ng bawat paggamit, pagtatala ng mga resulta nito, kasama na ang petsa at oras kung saan sila isinagawa at ang mga katangian ng mga solusyon sa buffer na ginamit upang makontrol ito.
Mga Sanggunian
- Wikipedia. (sf). metrong pH. Nakuha mula sa es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemistry, Pang-siyam na edisyon. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Mga Pagsukat sa Ph. Nakuha mula sa books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Pamamahala ng Analytical Laboratory: Plain at Simple. Nakuha mula sa books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Analytical Chemistry para sa mga Technician, Third Edition. Nakuha mula sa books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Pag-calibrate: Gabay sa Teknolohiya. Nakuha mula sa books.google.co.ve