A pH-mérő mérési problémáinak leltára
1. pH mérés magas hőmérsékleten
A vizes oldat magas hőmérséklete általában 60 fok feletti. Ilyen körülmények között az oldat különösen erős korróziós hatással van az üvegelektródára, különösen a lúgos pH-tartományban. Ez a korróziós hatás az üvegelektróda potenciális eltolódását okozza, és rontja annak teljesítményét. .
A gyógyszeriparban, fermentációban, élelmiszeriparban és más iparágakban használt mikrobatenyésztő tartályokban a pH-mérés megköveteli, hogy az üvegelektróda ellenálljon a magas hőmérsékletű, 120-130 fokos stimulációnak, vagyis az elektródának ellenállnia kell a magas hőmérsékletű oldat eróziójának.
a
Egy másik probléma, amit a magas hőmérséklet mérésénél megoldani kell, a referenciaelektróda stabilitása.
Az AgCl magas hőmérsékleten való feloldódásának megelőzése érdekében sűrítse meg az AgCl réteget, adjon szilárd AgCl-t az elektródoldathoz, vagy használjon AgCl egykristályt referenciaelektródként; a referenciaelektróda a magas hőmérsékletű területen kívül is csatlakoztatható, és sóhídon keresztül csatlakoztatható.
2. pH mérés alacsony hőmérsékleten
Alacsony hőmérsékleten az üvegelektróda belső ellenállása meredeken megemelkedik, ezért alacsony belső ellenállású pH-értékű üvegelektródát kell választani, és szerves oldószert kell hozzáadni az elektróda belső oldatához a fagyáspont csökkentése érdekében.
3. nem vizes oldatok pH mérése
A nem vizes oldatok nem vizes oldószerekből álló oldatokat jelentenek, beleértve a tiszta nem vizes oldatokat és a részleges nem vizes oldatokat is.
Számos, szerves oldószerben oldódó elektrolit esetében pH-mérés is szükséges. Az általánosan használt szerves oldószerek közé tartozik az etanol, glikolok, éterek, amidok, nitrilek, ketonok stb. Elektrolitok oldó képessége az ε dielektromos állandójuktól függ. Dielektromos állandójuk jelentősen eltér a vízétől (víz ε=78.3), és lehet nagyobb vagy alacsonyabb, mint a víz. Például a propanol, etanol, metanol, glicerin, propilénglikol és formamid ε dielektromos állandója 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 és 109,5. Mivel a szerves oldószerek dielektromos állandója eltér a vízétől, az egyes oldószerek pH-tartománya és semleges pontja jelentősen eltér a vízétől.
Az ipar fejlődésével, a tudomány és a technika fejlődésével fokozatosan megindult a nemvizes oldatok pH-értékének mérésére irányuló kutatás. Az érettebbek a nehézvíz, a propanol, az etanol, a metanol, a glicerin, a propilénglikol és a formamid.
A tiszta víz kémiailag semleges, és a víz Kw iontermékállandója 10 a -14edik hatvány 250 C-on. A vizes oldatok "szokásos pH-tartományának" nagyságát általában a következőképpen határozzák meg:
-logKw=14 Ezért a pH mérési tartománya 0 és 14 között van.
A vizes oldat pHn semleges pontja az a pH-érték, amelynél a H plusz és az OH- koncentrációja egyenlő. pHn=-1/2logKw
pHn a hőmérsékletre vonatkozik, 250 C-on pHn=,7.00, 1000 C-on pHn=6,13, lásd a mellékelt táblázatot.
A Z oldószer pH-tartományát a következőképpen határozzuk meg:
a
pH-tartomány (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z a Z ionszorzata (más néven ionmigrációs szám). 250 C-on
Amikor Z=víz, a Kap=10-14pH-tartomány 14 pH. pHn=7
Z=acetonitril, Kap=10-28 pH-tartomány 28 pH. pHn=14
Z=formamid Kap=10-17 pH-tartománya 17 pH. pHn=8.5
Megjegyzés: a pH=14 vizes oldatban a pH-értéket jelenti a maximális lúgosság mellett, és a pH=14 acetonitril oldatban csak a semleges pont. Ezért a különböző oldószerek pH-értékeinek összehasonlításakor ügyelni kell arra, hogy a különböző oldószerek pH-értékei között nincs összehasonlíthatóság.
Óvintézkedések a nem vizes oldatok pH-értékének mérésekor:
A nemvizes oldat vezetőképessége gyenge, és a referenciaelektróda és a mért oldat között nagy és instabil folyadékcsatlakozási potenciál képződik, ami jelentős mérési hibákat eredményez. A referenciaelektród a lehető legközelebb legyen a pH-üvegelektródához, és a referenciaelektród elektrolit KCL-penetrációjának nagynak kell lennie (a külső referenciaelektród KCL-elektródának nagynak kell lennie). A legjobb, ha kompozit elektródát használunk. Az indikátorelektróda és a kompozit elektródában lévő referenciaelektróda közötti szoros és rögzített távolság miatt előnyös stabil és megismételhető potenciált elérni a nemvizes oldatban, és a pH-mérő cellát jól árnyékolni kell.
Az emulzió (emulzió) vagy olajoldat mérésénél nagyon fontos a folyékony csatlakozás típusának helyes kiválasztása, a folyékony csomópont könnyen felújítható és tisztítható. Javasoljuk, hogy a nyitott vagy hüvelyes folyékony csatlakozások alkalmasak bizonyos nem vizes oldatokhoz.
Online méréskor szigorúan ellenőrizni kell az áramlási sebességet (lamináris áramlás). Kerülje a turbulenciát.
A referenciaelektród oldat oldószere a mért oldat összetételét használja oldószerként az instabil folyékony csatlakozási potenciál kiküszöbölésére, vagy használjon kettős sóhidas oldatot.
A nem vizes oldat mérése után a pH-üvegelektróda válaszjellemzői gyakran csökkennek. Ekkor az elektródát tisztítószerrel meg kell tisztítani, majd több órára 0,1 mol/l HCL-be kell meríteni, hogy helyreállítsa az elektródát.
A zsír- és fehérjetartalmú oldat mérése után az elektródát néhány órára erős pepszin (Pepsin) HC-t tartalmazó oldószerkeverékbe meríthetjük, majd vízzel leöblíthetjük.
A vízhez hasonló, nem vizes közegek, például nehézvíz és víz-alkohol rendszer pH-méréséhez az üvegelektróda hosszú ideig stabilan tudja tartani a potenciált ilyen oldószerekben. Miután az elektródát az oldószerbe merítette, az elektróda eléri az egyensúlyt, majd az ebben az oldószerben konfigurált standard pufferoldatot használja az elektróda kalibrálásához. Az ezzel a módszerrel mért pH-érték relatív pH-érték vagy látszólagos pH-érték.
A nem vizes oldatos pH-mérőelektródáknál jobb, ha lítiumüveg-elektródát használunk a nátrium-üveg pH-elektróda helyett (a lítium-üveg pH-elektróda kék, a nátrium-üveg pH-elektróda izzója pedig fehér). Mivel az üvegelektródák esetében nedvességre van szükség a pH-érzékeny "hidratáló gélréteg" kialakításához, a lítiumüveg elektródák sokkal kevesebb nedvességet igényelnek, mint a nátrium-üvegelektródák.
A nem víz mérésénél nagy tartományú (a teljes pH 14-es tartományon túli) pH-mérőt kell használni,
