فهرست مشکلات اندازه گیری pH متر
1. اندازه گیری pH در دمای بالا
دمای بالای محلول آبی به طور کلی بالاتر از 60 درجه است. در این شرایط، محلول اثر خوردگی شدیدی بر روی الکترود شیشه ای، به ویژه در محدوده pH قلیایی دارد. این اثر خوردگی باعث رانش پتانسیل الکترود شیشه ای و بدتر شدن عملکرد آن می شود. .
در تانکهای پرورش میکروبی در صنایع دارویی، تخمیر، غذا و سایر صنایع، اندازهگیری PH مستلزم آن است که الکترود شیشهای بتواند در برابر تحریک دمای بالا در درجه 120-130 مقاومت کند، یعنی الکترود باید در برابر فرسایش محلول با دمای بالا مقاومت کند.
را
مشکل دیگری که در اندازه گیری دمای بالا باید حل شود، پایداری الکترود مرجع است.
به منظور جلوگیری از انحلال AgCl در دمای بالا، لایه AgCl را ضخیم کنید، AgCl جامد را به محلول الکترود اضافه کنید یا از تک بلور AgCl به عنوان الکترود مرجع استفاده کنید. الکترود مرجع همچنین می تواند در خارج از منطقه با دمای بالا وصل شود و از طریق یک پل نمکی متصل شود.
2. اندازه گیری pH در دمای پایین
در دمای پایین، مقاومت داخلی الکترود شیشه ای به شدت افزایش می یابد، بنابراین یک الکترود شیشه ای با pH با مقاومت داخلی پایین باید انتخاب شود و یک حلال آلی به محلول داخلی الکترود اضافه شود تا نقطه انجماد کاهش یابد.
3. اندازه گیری pH محلول های غیر آبی
محلول های غیر آبی به محلول هایی اطلاق می شود که از حلال های غیر آبی شامل محلول های غیر آبی خالص و محلول های غیر آبی جزئی تشکیل شده اند.
بسیاری از الکترولیت ها، محلول در حلال های آلی، به اندازه گیری pH نیز نیاز دارند. حلالهای آلی رایج شامل اتانول، گلیکولها، اترها، آمیدها، نیتریلها، کتونها و غیره هستند. توانایی آنها در حل الکترولیتها به ثابت دی الکتریک ε مربوط میشود. ثابت دی الکتریک آنها به طور قابل توجهی با ثابت آب (آب ε{0}}.3) متفاوت است و ممکن است بالاتر یا کمتر از آب باشد. به عنوان مثال، ثابت دی الکتریک ε پروپانول، اتانول، متانول، گلیسرول، پروپیلن گلیکول و فرماید به ترتیب 20.7، 24.3، 32.6، 36.7، 42.5 و 109.5 است. از آنجایی که ثابت دی الکتریک حلال های آلی با آب متفاوت است، محدوده pH و نقطه خنثی هر حلال به طور قابل توجهی با آب متفاوت است.
با توسعه صنعت و پیشرفت علم و فناوری، تحقیقات در مورد اندازه گیری مقدار pH محلول های غیر آبی به تدریج انجام شد. بالغترها آب سنگین، پروپانول، اتانول، متانول، گلیسرول، پروپیلن گلیکول و فرمامید هستند.
آب خالص از نظر شیمیایی خنثی است و ثابت محصول یونی Kw آب برابر با 10 به توان -14 در 250 درجه سانتیگراد است. مقدار "محدوده pH معمول" برای محلول های آبی معمولاً به صورت زیر تعریف می شود:
-logKw=14 بنابراین، محدوده اندازه گیری pH از 0 تا 14 است.
نقطه خنثی pHn یک محلول آبی مقدار pH است که در آن غلظت H پلاس و OH- برابر است. pHn=-1/2logKw
pHn مربوط به دما است، در 250C، pHn=،7.00، در 1000C، pHn=6.13، جدول پیوست را ببینید.
محدوده pH حلال Z به صورت زیر تعریف می شود.
را
محدوده pH (z)=-log(KAP)Z، (KAP)Z حاصلضرب یونی Z است (همچنین به عنوان عدد مهاجرت یون شناخته میشود). در 250 درجه سانتیگراد
وقتی Z{0}}آب، محدوده PH Kap=10-1414pH است. pHn{3}}
Z=استونیتریل، Kap=10-28 محدوده pH 28 pH است. pHn{3}}
Z=فرمامید Kap=10-17محدوده pH 17 pH است. pHn=8.5
توجه: pH=14 در محلول آبی به معنای مقدار pH در حداکثر قلیاییت است و pH=14 در محلول استونیتریل تنها نقطه خنثی است. بنابراین هنگام مقایسه مقادیر pH حلال های مختلف باید توجه شود، یعنی هیچ مقایسه ای بین مقادیر pH حلال های مختلف وجود ندارد.
اقدامات احتیاطی هنگام اندازه گیری مقدار pH محلول های غیر آبی:
محلول غیر آبی رسانایی ضعیفی دارد و یک پتانسیل اتصال مایع بزرگ و ناپایدار بین الکترود مرجع و محلول اندازه گیری شده تشکیل می شود که منجر به خطاهای اندازه گیری قابل توجهی می شود. الکترود مرجع تا حد امکان به الکترود شیشه ای PH نزدیک است و نفوذ KCL الکترولیت الکترود مرجع باید زیاد باشد (نفوذ الکترولیت مرجع خارجی KCL باید زیاد باشد). بهتر است از الکترود کامپوزیت استفاده کنید. با توجه به فاصله نزدیک و ثابت بین الکترود نشانگر و الکترود مرجع در الکترود کامپوزیت، بدست آوردن پتانسیل پایدار و قابل تکرار در محلول غیر آبی مفید است و سلول اندازهگیری pH باید به خوبی محافظت شود.
هنگام اندازه گیری امولسیون (امولسیون) یا محلول روغن، انتخاب صحیح نوع اتصال مایع بسیار مهم است و اتصال مایع به راحتی تجدید و تمیز می شود. توصیه می شود اتصالات مایع باز یا آستین دار برای برخی محلول های غیر آبی مناسب باشند.
هنگام اندازه گیری آنلاین، شدت جریان را کنترل کنید (جریان آرام). از تلاطم اجتناب کنید.
حلال محلول الکترود مرجع باید از ترکیب محلول اندازه گیری شده به عنوان حلال برای حذف پتانسیل اتصال مایع ناپایدار یا استفاده از محلول پل دو نمک استفاده کند.
پس از اندازه گیری محلول غیر آبی، الکترود شیشه ای pH اغلب در ویژگی های پاسخ کاهش می یابد. در این زمان، الکترود باید با یک ماده تمیز کننده تمیز شود، و سپس برای چند ساعت در 0.1mol/L HCL غوطه ور شود تا الکترود بازیابی شود.
پس از اندازه گیری محلول حاوی چربی و پروتئین، الکترود را می توان به مدت چند ساعت در یک حلال مخلوط حاوی پپسین قوی (پپسین) HC غوطه ور کرد و سپس با آب شستشو داد.
برای اندازهگیری pH محیطهای غیرآبی مشابه آب، مانند سیستم آب سنگین و آب-الکل، الکترود شیشهای میتواند پتانسیل را برای مدت طولانی در چنین حلالهایی ثابت نگه دارد. پس از فرو بردن الکترود در حلال، الکترود به حالت تعادل می رسد و سپس از محلول بافر استاندارد پیکربندی شده در این حلال برای کالیبره کردن الکترود استفاده می کند. مقدار pH اندازه گیری شده با این روش یک مقدار pH نسبی یا یک مقدار pH ظاهری است.
برای الکترودهای اندازه گیری pH محلول غیر آبی، بهتر است به جای الکترود pH شیشه سدیم از الکترود شیشه لیتیومی استفاده کنید (الکترود pH شیشه لیتیوم آبی و لامپ الکترود pH شیشه سدیم سفید است). از آنجایی که برای الکترودهای شیشه ای، رطوبت برای تشکیل یک لایه ژل هیدراتاسیون پاسخگو به pH ضروری است، الکترودهای شیشه لیتیومی به رطوبت بسیار کمتری نسبت به الکترودهای شیشه سدیم نیاز دارند.
هنگام اندازهگیری غیرآبی، باید از یک pH متر با محدوده بزرگ (فراتر از محدوده pH14 در مقیاس کامل) استفاده شود.
