Mis on pH? PH on ladina lühend "Pondus hydrogenii" (Pondus = rõhk, vesinik = vesinik), mis mõõdab aine vesinikuioonide aktiivsust. See tegevus on otseselt seotud happelise, neutraalse ja leeliselise vesilahusega. Vesi on keemiliselt neutraalne, kuid see ei sisalda ioone, isegi kui see on keemiliselt puhas, koos dissotsiatsioonijälgedega: rangelt öeldes ei eksisteeri vesiniku tuuma vabas olekus kuni hüdraadini.
H2O + H2O = H3O + + OH¹, kuna hüdroniumioonide (H3O +) kontsentratsioon on vesinikuioonide (H +) kontsentratsiooniga samaväärne, võib ülaltoodud valemit lihtsustada järgmistesse üldiselt kasutatavatesse vormidesse:
H2O = H + + OH¹
Siin positiivne vesinikuioon, keemilised inimesed on väljendatud kui "H + ioon" või "vesiniku tuum." Hydronuclear tuumad on tähistatud kui "hüdroondioonid". Negatiivsed hüdroksiidioonid nimetatakse "hüdroksiidioonideks".
Kasutades massihäireid, saab puhta vee lahustumise jaoks leida tasakaalu konstandi:
K = H3O + × OH ----- H20
Kuna ainult väga väike kogus vett on lahutatud, on vee molaarmass tegelikult konstantne ja tasakaalukonstant K annab toote, KW, vee.
KW = K × H2O KW = H3O + · OH- = 10-7 · 10-7 = 10-14 mol / l (25 ° C)
See tähendab, et ühe liitri puhta vee temperatuuril 25 ° C on 10-7 mooli H3O + ioonid ja 10-7 mooli OHˉ ioonid.
Neutraalse lahuse puhul on vesinikuahela H + ja hüdroksiidioonide kontsentratsioon OHß 10-7 moli / l. Nagu näiteks:
Kui H + -ioonide hulk ületab, on lahus happeline. Happed on ained, mis muudavad vesilahuste H + vesilahuses vabaks. Samamoodi, kui OH-ioonid on vabad, siis on lahus leeliseline. Seega, kuna H + väärtus on piisav, et näidata lahuse olemust, happelist või leeliselist, et vältida negatiivse indeksi arvutamise molekulaarse kontsentratsiooni kasutamist, soovitas bioloog Soernsen (Soernsen) 1909. aastal seda kasutamast ebamugavaks. Väärtus asendatakse logaritmiga ja see määratletakse kui "pH". PH matemaatiline määratlus on vesinikuioonide kontsentratsiooni üldine logaritm. St pH = -log [H +].
Seepärast on pH väärtus baas 10 ioonide kontsentratsiooni negatiivne logaritm:
PH väärtuse muutmine 50 m3 vees nõuab 500 ml pleegitamist pH väärtuselt 2 kuni pH3. Kuid pH väärtusest 6 kuni pH 7 on vaja ainult 50 l pleegitajat.
PH väärtuse, peamiselt keemilise analüüsi meetodi, mõõtevahendi meetodi, potentsiaalse meetodi mõõtmiseks on mitmeid viise. Kasutatakse peamiselt mõõdetud potentsiomeetrilist pH-d.
Võimaliku analüüsi jaoks kasutatud elektrood nimetatakse galvaaniks. Algne aku on süsteem, mille ülesanne on muuta keemiline reaktsioon energiaks elektrit. Selle aku pinget nimetatakse elektromotoorjõuks (EMF). See elektromotoorjõud (EMF) koosneb kahest pool-rakust, millest üks nimetatakse indikaatorite elektroodiks ja mille potentsiaal on seotud spetsiifilise iooni aktiivsusega, näiteks H +; teine poolkujuline on võrdluspoolkiht, mida tavaliselt nimetatakse viiteelektroodiks, mis on tavaliselt mõõtmislahus ja mis on mõõtevahendiga ühendatud.
Näiteks on elektrood valmistatud hõbedast traavist, mis on sisestatud hõbeniide sisaldavasse lahusesse, moodustades ioonid traadi ja lahuse vahelises liideses, kuna metalli kahes faasis ja soolalahuses on erinevad hõbedaioonide toimingud Laadimisprotsess ja teatud võimaliku erinevuse moodustamine. Eemaldatud elektroonilised hõbedat sisaldavad ioonid lahusesse. See protsess jõuab lõpuks tasakaalu, kui ei rakendata välist voolu pöördlaadimise jaoks, st praegust voolu pole. Selles tasakaaluseisundis esinevat pinget nimetatakse poolerakkude potentsiaaliks või elektroodide potentsiaaliks. Seda (nagu eespool kirjeldatud) metallist koosnevat elektroodi ja metalliioone sisaldavat lahust nimetatakse esimeseks elektroodi tüübiks.
Selle potentsiaali mõõtmine viiakse läbi võrdluslektroodi suhtes, mille potentsiaal sõltub soolalahuse koostisest. Seda võrdluslektroodi oma potentsiaaliga nimetatakse ka teiseks elektroodiks. Selliste elektroodide korral on metalltraat kaetud sellise metalli kergelt lahustuva soola (nt Ag / Agcl) kihiga ja asetatakse metallisoola aniooni sisaldavasse elektrolüüdi lahusesse. Pool-raku potentsiaali suurus või elektroodi potentsiaal sõltub sel ajal selliste anioonide aktiivsusest.
Nende kahe elektroodi pinge järgib Nernsti võrrandit:
Nernsti valem
Kus: E-potentsiaal
E0 - elektroodi standardpinge
R-gaasi konstant (8.31439 Joules / mooli ja ° C)
T-Kelvini absoluutne temperatuur (näide: 20 ° C vastab (273,15 + 20) 293,15 kelvinit)
F-Faraday konstant (96493 panga / samaväärne)
mõõdetud iooni n-valents (hõbe = 1, vesinik = 1)
Ln (aMe) - ioontegevuse logaritm aMe
Standardne vesinikuelektrood on kõigi võimalike mõõtmiste võrdluspunkt. Standardne vesinikuelektrood on plaatinatraat, mis on galaktiinitud (kaetud) plaatinakloriidiga ja ümbritsetud vesinikgaasiga (fikseeritud rõhk 1013 hPa).
Selle elektroodi sukeldamine temperatuuril 25 ℃ H3O + ioonide sisaldus 1 mooli / l lahuses moodustub elektrokeemilisest kogu potentsiaalse mõõtmise võrdlus pool-rakkude potentsiaalist või elektroodide potentsiaalist. Nende hulgas on vesiniklektroodi võrdluslektroodina raske praktiliselt kasutada, seega kasutatakse võrdluselektroodina teist tüüpi elektroodi. Kõige tavalisemad neist on hõbe / hõbekloriid elektroodid. Elektrood reageerib kloriidioonide kontsentratsiooni muutustega AgCl lahustades.
Etalaldi elektroodi potentsiaal stabiliseerub küllastunud kcal reservuaariga (nt 3 mol / l kCl). Vedelal või geelilisel kujul asuv elektrolüütide lahus on membraaniga läbivoolulahuse külge ühendatud.
Hõbeda elektroodi ja Ag / AgCl võrdluselektroodi võib kasutada hõbedase ioonide sisalduse mõõtmiseks kilepesu lahuses, kasutades ülaltoodud elektroodide kombinatsiooni. Hõbet elektroodi võib redokspotentsiaali mõõtmiseks asendada plaatina või kullav elektroodiga. Näiteks: metalliioonide oksüdatsioonifaas.
Kõige sagedamini kasutatav pH indikaator elektrood on klaasktrood. See on puhutud klaasist klaasfilter. Toru täideti küllastunud AgCl 3 mooli / 1 kcl puhverlahusega, pH 7-ga. Võrdluspotentsiaali erinevuse erinevust klaaskile mõlemal küljel mõõdeti Ag / AgCl juhtimissüsteemiga,
Näiteks teine elektrood, eksport. pH-komposiit-elektrood ja pH tahkefaasilises elektroodis,
See potentsiaalne erinevus järgib Nernsti valemit:
Nernsti valem
E0, R, T (298,15K või 25 ℃) ja muud väärtused ülaltoodud valemis on:
E = 59,16 mv / 25 ° C pH (kus ln (H3O +) on muudetud pH-ni)
Kui R ja F on konstandid, n on valents ja iga ioonil on oma fikseeritud väärtus. N = 1 vesinikuioonide jaoks. Muutuja temperatuur "T" mängib Nernsti valemis suurt rolli. Kui temperatuur tõuseb, suureneb potentsiaalne väärtus.
Iga 1 ° C temperatuuri tõus võib põhjustada potentsiaalset muutust 0,2 mv / pH kohta. PH väärtus näitab muutust 0,0033 pH-tasemel 1 ° C juures, esmalt 1 pH-d.
See tähendab, et temperatuuri mõõtmiseks vahemikus 20 ° C kuni 30 ° C ja umbes 7 pH ei ole vaja kompenseerida temperatuuri muutusi ja rakendusi, mille temperatuur on> 30 ° C või <20 °="" c="" ja="" ph="" väärtus="" on="" 8="" või="" 6="" ,="">
Tööstuslik pH-meeter on tavaliselt kasutatav tööstusvarustus, mida kasutatakse peamiselt vedeliku keskmise pH väärtuse täpsel mõõtmisel. Lisaks paigaldamisele, puhastamisele, häiretele ja muudele probleemidele tuleb kaaluda
E-post: info@lohand.net
