Mikä on pH? PH on latinankielinen lyhenne "Pondus hydrogenii" (Pondus = paine, hydrogenium = vety), joka mittaa vetyionien aktiivisuutta aineessa. Tämä aktiivisuus liittyy suoraan happamaan, neutraaliin ja alkaliseen vesiliuokseen. Vesi on kemiallisesti neutraali, mutta siinä ei ole ioneja, vaikka se onkin kemiallisesti puhdas ja jossa on jälkiä dissosiaatiosta. Tarkkaan ottaen vetyydit eivät ole vapaassa tilassa, kunnes ne hydratoituvat.
H2O + H20 = H3O + + OH, koska hydroniumion (H3O +) pitoisuus vastaa vetyionin (H +) pitoisuutta, edellä olevaa kaavaa voidaan yksinkertaistaa seuraaviin yleisesti käytettyihin muotoihin:
H20 = H + + OH
Positiivinen vetyioni täällä, kemian ihmiset ilmaistaan "H + -ioni" tai "vetymetriksi". Hydronukleaariset ytimet on merkitty "hydroniumioneiksi". Negatiivisia hydroksidi-ioneja kutsutaan "hydroksidi-ioneiksi".
Joukkotoimintaa koskevan lain avulla voidaan löytää tasausvakio puhtaan veden dissosiaatiolle:
K = H3O + xOH ----- H2O
Koska vain pieni määrä vettä hajoaa, veden moolimassa on itse asiassa vakio ja tasapainon vakio, K, tuottaa veden, tuotteen, KW: n.
KW = KxH2O KW = H3O + · OH- = 10-7 · 10-7 = 10-14 mol / l (25 ° C)
Toisin sanoen on 10-7 moolia H3O + -ioneja ja 10-7 moolia OH-ioneja litrassa puhdasta vettä 25 ° C: ssa.
Neutraalisessa liuoksessa vetyionin H + ja hydroksidi-ioni -OH: n konsentraatio on 10 - 7 mol / l. Kuten:
Jos ylimäärin H + -ioneja on, liuos on hapan. Hapot ovat aineita, jotka tekevät vetyioneista H + vesiliuoksessa vapaaksi. Vastaavasti, jos OH-ionit ovat vapaita, liuos on emäksinen. Koska H + -arvo riittää osoittamaan liuoksen luonteen, hapan tai emäksisen, negatiivisen indeksin laskennan molekyylikonsentraation välttämiseksi biologi Soernsen (Soernsen) vuonna 1909 suositteli tätä käyttämätöntä käyttöä varten. Arvo on korvattu logaritmilla ja määritellään "pH: ksi". PH: n matemaattinen määritelmä on vetyionin pitoisuuden yhteinen logaritmi. Eli pH = -log [H +].
Siksi pH-arvo on emäksen 10-ionipitoisuuden negatiivinen logaritmi:
50m3: n veden pH: n muuttaminen vaatii 500L valkaisua pH: sta2 arvoon pH3. Kuitenkin vain 50 l valkaisua tarvitaan pH 6: stä pH: hon 7.
PH-arvon mittaamiseen on monia tapoja, lähinnä kemiallinen analyysimenetelmä, mittatilaustekniikka, mahdollinen menetelmä. Pääasiassa otetaan käyttöön potentiometrinen pH mitattuina.
Potentiaaliseen analyysiin käytettyä elektrooppia kutsutaan galvaanisiksi soluiksi. Alkuperäinen akku on järjestelmä, sen tehtävänä on saada kemiallinen reaktiovirta sähköksi. Tämän akun jännitettä kutsutaan sähkömagneettiseksi voimaksi (EMF). Tämä sähkömagneettinen voima (EMF) koostuu kahdesta puolisolusta, joista yksi on nimeltään indikaattorielektrodi ja jonka potentiaali liittyy spesifiseen ioniaktiivisuuteen, kuten H +; toinen puoli-solu on vertailu-puolisolu, jota yleisesti kutsutaan referenssielektrodiksi, joka on yleensä mittausratkaisu kytketty ja liitetty mittauslaitteeseen.
Esimerkiksi elektrodi on valmistettu hopeavyöhykkeitä sisältävästä suolaliuoksesta lisätylle hopeajohdolle, joka muodostaa ioneja viiran ja liuoksen välisessä rajapinnassa johtuen hopeaionien erilaisista aktiivisuuksista metallin kahdessa faasissa ja suolaliuoksella Latausprosessi ja tietyn mahdollisen eron muodostuminen. Kadonnut elektroninen hopeaioni liuokseen. Tämä prosessi saavuttaa lopulta tasapainon, kun käänteinen lataus ei ole käytössä ulkoisella virralla eli nykyisellä virralla. Tässä tasapainotilassa olevaa jännitettä kutsutaan puolisolupotentiaaliksi tai elektrodipotentiaaliksi. Tämä (kuten edellä on kuvattu) metallista koostuva elektrodi ja metalli-ioniä sisältävä liuos kutsutaan ensimmäiseksi elektrodin tyypiksi.
Tämän potentiaalin mittaus suoritetaan referenssielektrodin suhteen, jonka potentiaali on riippumaton suolaliuoksen koostumuksesta. Tätä viiteelektrodia, jolla on oma potentiaali, kutsutaan myös nimellä toinen elektrodi. Tällaisille elektrodeille metallilangalle on peitetty tällaisen metallin heikosti liukoisen suolan kerros (esim. Ag / Agcl) ja se on lisätty elektrolyyttiliuokseen, joka sisältää metallisuolan anionin. Puolinsolupotentiaalin tai elektrodipotentiaalin suuruus tällä hetkellä riippuu tällaisten anioneiden aktiivisuudesta.
Näiden kahden elektrodin välinen jännite seuraa Nernst-yhtälöä:
Nernstin kaava
Missä: E-potentiaali
E0 - elektrodin normaali jännite
R-kaasun vakio (8,31439 Joules / mooli ja ° C)
T-Kelvin absoluuttinen lämpötila (esimerkki: 20 ° C vastaa (273,15 + 20) 293,15 Kelvin)
F-Faradayn vakio (96493 laskettu / vastaava)
mitatun ionin n-valenssi (hopea = 1, vety = 1)
ln (aMe) - ioniaktiivisuuden aMe logaritmi
Standardi vetyelektrodi on kaikkien potentiaalisten mittausten vertailupiste. Tavallinen vetyelektrodi on platinajohdin, joka on galvanoidut (päällystetty) platinakloridilla ja ympäröity vetykaasulla (kiinteä paine 1013 hPa).
Tämän elektrodin upottaminen 25 ° C: ssa H3O + ionipitoisuus 1 mooli / l liuos muodostuu sähkökemialliseen kaikki potentiaalisen mittausarvon puolisolupotentiaaliin tai elektrodipotentiaaliin. Niistä vetyelektrodia on vaikea käyttää käytännössä viiteelektrodina, joten vertailuelektrodina käytetään toista tyyppistä elektrodia. Yleisimpiä näistä ovat hopea / hopeakloridi-elektrodit. Elektrodi reagoi muutoksiin kloridi-ionien konsentraatiossa liuottamalla AgCl.
Viiteelektrodin elektrodipotentiaalia stabiloidaan kyllästetyllä kcl-säiliöllä (esim. 3 mol / l kcl). Nestemäisessä tai geelimuodossa oleva elektrolyyttiliuos liitetään testattavaan liuokseen kalvon läpi.
Hopeelektrodiin ja Ag / AgCl-referenssielektrodiin voidaan käyttää kalvon pesuliuoksen hopeanionipitoisuuden mittaamista käyttäen edellä mainittua elektrodien yhdistelmää. Hopeelektrodi voidaan myös korvata platinan tai kultaelektrodin avulla redox-potentiaalin mittaukseen. Esimerkiksi: metalli-ioni-hapetusvaihe.
Yleisimmin käytetty pH-indikaattorielektrodi on lasielektrodi. Se on lopullinen puhalluslasi pH-herkille lasikalvoille. Putki, joka oli täytetty kyllästetyllä AgCl 3 -mol / l kcl-puskuriliuoksella, pH 7. Lasikalvon molemmilla puolilla oleva pH-eron mahdollinen ero mitattiin Ag / AgCl-johtamisjärjestelmällä,
Kuten toinen elektrodi, vienti. pH-komposiittielektrodi ja pH-kiinteä elektrodi,
Tämä mahdollinen ero seuraa Nernst-kaavaa:
Nernstin kaava
E0, R, T (298.15K tai 25 ° C) ja muut arvot edellä olevaan kaavaan ovat olleet:
E = 59,16 mv / 25 ° C pH: n kohdalla (jossa ln (H3O +) on muutettu pH: ksi)
Jos R ja F ovat vakioita, n on valenssi, ja kullakin ionilla on kiinteä arvo. N = 1 vetyioneille. Lämpötilan "T" muuttujalla on suuri rooli Nernst-kaavassa. Lämpötilan noustessa potentiaalinen arvo nousee.
Jokaisen 1 ° C: n lämpötilan nousu aiheuttaa mahdollisen 0,2 mv: n / pH: n muutoksen. PH: n arvo osoittaa 0,0033 pH: n muutoksen 1 ° C: ssa ensimmäisen pH: n.
Tämä tarkoittaa sitä, että 20 ° C: n ja 30 ° C: n lämpötilan mittauksissa ja noin 7 pH: n lämpötilassa ei tarvitse kompensoida lämpötilan muutoksia eikä sovelluksia, joiden lämpötila on> 30 ° C tai <20 °="" c="" ja="" ph-arvo="" 8="" tai="" 6="" ,="">
Teollisuuden pH-mittari on yleisesti käytetty teollisuuslaitteisto, jota käytetään lähinnä nestemäisen väliaineen pH-arvon mittaamiseen tarkasti. Sekä asennus, puhdistus, häiriötekijät ja muut ongelmat
Sähköposti: info@lohand.net
