Водородный показатель pH важный параметр для характеристики многих жидких, а в некоторых случаях и твердых сред. Водородный показатель pH помогает классифицировать вещества и смеси с точки зрения их кислотности или щелочности. Чем ниже значение pH тем более выраженными кислотными свойствами обладает вещество или смесь, чем выше значение pH, тем выражение щелочные свойства.
Как известно за кислотные свойства растворов отвечает протон водорода [H+] он связан с водородным показателем зависимостью: pH = -lg[H+]. То есть водородный показатель представляет собой отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода.
Электроды pH -метра. Принцип работы.
В качестве датчика чувствительного к протонам водорода [H+] используется либо электродная пара (измерительный электрод и электрод сравнения), либо комбинированный электрод.
- Измерительный электрод представляет собой стеклянный стержень с чувствительной стеклянной мембраной на конце. При погружении электрода в раствор на его поверхности формируется гелевый слой, такой же гелевый слой сформирован на внутренней стороне мембраны из внутреннего электролита. В зависимости от кислотности среды ионы водорода [H+] диффундируют в гелевый слой или из него, создавая потенциал на стеклянной мембране.
- Электрод сравнения представляет собой стеклянный стержень, выполненный из стекла не чувствительного к ионам водорода [H+], на конце которого расположена диафрагма, через нее внутренний электролит медленно вытекает в раствор. Во внутренний электролит погружен элемент сравнения (серебро/хлорид серебра), таким образом, элемент сравнения контактирует с раствором, в который погружен электрод и обеспечивает потенциал, с которым будет сравниваться потенциал измерительного электрода.
- Комбинированный электрод. Устройство электрода определено его названием. Он представляет собой комбинацию измерительного электрода и электрода сравнения. Конструктивно измерительный pH электрод окружен электродом сравнения, эти части имеют те же свойства и функции что и отдельные электроды. Комбинированные электроды получили большое распространение из-за простоты использования. Часто вовнутрь комбинированного электрода помещен температурный датчик для температурной компенсации измеряемого значения pH.
Калибровка pH-метра
При погружении в раствор электрода pH-метра на нем возникает потенциал, измеряемый в мВ, для получения результата в единицах pH, pH-метр необходимо откалибровать. При калибровке сопоставляются значения водородного показателя pH буферных растворов и потенциал погруженного в этот раствор электрода.
Калибровать электроды необходимо в том диапазоне pH, в котором планируете проводить измерения. Калибровка карманных pH-метров проводится по двум точкам, их значения указывают либо на корпусе прибора, либо в руководстве по эксплуатации. Портативные и лабораторные pH-метры калибруются по трем и более точкам, при этом пользователь имеет возможность выбирать шкалы буферных растворов.
- Включить pH-метр и задать группу буферных растворов для калибровки;
- Включить автоматическую компенсация температуры (обычно обозначается АТС);
- Если отсутствует датчик температуры, в настройках прибора включить ручной ввод температуры и установить значение температуры;
- Подготовить выбранные для калибровки буферные растворы, перелить из бутылей в стаканчики;
- Проверьте уровень электролита в электроде и отсутствие трещин на нем. Ополосните электрод дистиллированной водой;
- 6. Калибровку электродов производить в порядке возрастания значения pH буферных растворов;
- Возьмите первый буферный раствор, аккуратно перемешайте и погрузите в него электрод. Нажмите кнопку «калибровка»;
- Дождитесь стабилизации показаний pH-метра. Если в приборе задан автоматический поиск конечной точки, прибор завершит измерение и отобразит на экране значение pH первого буферного раствора. Если же конечную точку необходимо определять пользователю, то дождитесь стабилизации показаний и нажмите кнопку «измерение»;
- Выньте электрод из буферного раствора и ополосните дистиллированной водой;
- Возьмите второй буферный раствор, аккуратно перемешайте и погрузите в него электрод. Нажмите кнопку «калибровка»;
- Дождитесь стабилизации показаний pH-метра. Если в приборе задан автоматический поиск конечной точки, прибор завершит измерение и отобразит на экране значение рН второго буферного раствора. Если же конечную точку необходимо определять пользователю, то дождитесь стабилизации показаний и нажмите кнопку «измерение»;
- Выньте электрод из буферного раствора и ополосните дистиллированной водой;
- Для калибровки по третьему буферному раствору повторите шаги 10, 11, 12;
- Если калибровка завершена, нажмите соответствующую кнопку на pH метре;
- Проанализируйте результаты калибровки. Наклон калибровочной прямой для бывшего в употреблении электрода должен находиться в диапазоне -55мВ – 60 мВ. Значение нулевой находиться в районе 7 pH.
Материал подготовлен с использованием статьи: Устройство, калибровка и техническое обслуживание pH-метра
