Πώς να μετρήσετε το ρΗ χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδιο υδρογόνου;
Κατανόηση του ηλεκτροδίου υδρογόνου
* Αρχή: Το ηλεκτρόδιο υδρογόνου είναι ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς που δημιουργεί ένα τυπικό δυναμικό που βασίζεται στην ισορροπία μεταξύ των ιόντων υδρογόνου (Η+) και του αερίου υδρογόνου (Η2). Είναι το θεμέλιο της κλίμακας pH.
* Ρύθμιση: Ένα ηλεκτρόδιο πλατίνας βυθίζεται σε ένα διάλυμα που περιέχει ιόντα υδρογόνου. Το αέριο υδρογόνου είναι φυσαλίδα πάνω από την επιφάνεια του ηλεκτροδίου.
* Εξίσωση Nernst: Το δυναμικό του ηλεκτροδίου σχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (και έτσι το ρΗ) μέσω της εξίσωσης Nernst:
E =E ° + (RT/NF) * LN (AH +)
Οπου:
* E =δυναμικό ηλεκτροδίου
* E ° =Τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου (0.000 V στους 25 ° C)
* R =Ιδανική σταθερά αερίου
* T =απόλυτη θερμοκρασία
* n =αριθμός μεταφερόμενων ηλεκτρονίων (1 σε αυτή την περίπτωση)
* F =σταθερή η Faraday
* AH+ =Δραστηριότητα ιόντων υδρογόνου (περίπου ίσο με τη συγκέντρωση σε αραιά διαλύματα)
Διαδικασία
1. Προετοιμάστε το ηλεκτρόδιο υδρογόνου:
* Βεβαιωθείτε ότι το ηλεκτρόδιο πλατίνας είναι καθαρό και απαλλαγμένο από μολυσματικές ουσίες.
* Κορεήστε το διάλυμα με αέριο υδρογόνου (χρησιμοποιήστε μια φυσαλίδα).
* Διατηρήστε μια σταθερή πίεση αερίου υδρογόνου.
2. Προετοιμάστε το ηλεκτρόδιο αναφοράς:
* Χρησιμοποιήστε ένα τυπικό ηλεκτρόδιο αναφοράς (π.χ., ένα ηλεκτρόδιο κορεσμένου καλομέλου (SCE) ή ηλεκτρόδιο χλωριούχου αργύρου/αργύρου (AG/AGCL)).
3. Συνδέστε τα ηλεκτρόδια:
* Συνδέστε το ηλεκτρόδιο υδρογόνου και το ηλεκτρόδιο αναφοράς σε ένα βολτόμετρο υψηλής IMPENCE ή μετρητή ρΗ.
4. Βυθίστε τα ηλεκτρόδια:
* Βυθίστε τα ηλεκτρόδια στη λύση που θέλετε να μετρήσετε το pH του.
5. Μετρήστε τη διαφορά δυναμικού:
* Το βολτόμετρο θα εμφανίσει τη διαφορά δυναμικού μεταξύ του ηλεκτροδίου υδρογόνου και του ηλεκτροδίου αναφοράς.
6. Υπολογίστε το ph:
* Χρησιμοποιήστε την εξίσωση Nernst για να υπολογίσετε το pH από τη διαφορά μετρούμενου δυναμικού. Εναλλακτικά, πολλοί μετρητές ρΗ βαθμονομούνται για να εμφανιστούν άμεσα η τιμή pH.
Σημαντικές εκτιμήσεις
* Θερμοκρασία: Η εξίσωση Nernst εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Βεβαιωθείτε ότι η θερμοκρασία είναι γνωστή και υπολογίζεται στον υπολογισμό.
* συνθήκες λύσης: Η μέτρηση του ρΗ μπορεί να επηρεαστεί από παράγοντες όπως η ιοντική αντοχή, τα διαλυμένα αέρια και η παρουσία ενεργών ειδών οξειδοαναγωγής.
* Σταθερότητα ηλεκτροδίου: Τα ηλεκτρόδια υδρογόνου μπορεί να είναι ευαίσθητα στη δηλητηρίαση από ορισμένες ουσίες. Διατηρήστε τις κατάλληλες διαδικασίες καθαρισμού και χειρισμού.
εναλλακτικές λύσεις για ηλεκτρόδια υδρογόνου
Ενώ τα ηλεκτρόδια υδρογόνου είναι θεμελιώδη, δεν είναι πάντα πρακτικά. Άλλες, πιο βολικές μέθοδοι είναι διαθέσιμες για τη μέτρηση του pH, όπως:
* Γυάλινα ηλεκτρόδια: Αυτά είναι τα πιο συνηθισμένα και ευρέως χρησιμοποιούμενα ηλεκτρόδια για τη μέτρηση του pH. Είναι σχετικά φθηνά, εύχρηστα και φορητά.
* Εργοστάσια συνδυασμού: Αυτά τα ηλεκτρόδια ενσωματώνουν τόσο το ηλεκτρόδιο αναφοράς όσο και το ηλεκτρόδιο ανίχνευσης σε μία μονάδα, απλοποιώντας τη ρύθμιση.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε μια πιο λεπτομερή εξήγηση για οποιαδήποτε από αυτές τις πτυχές ή εάν έχετε άλλες ερωτήσεις σχετικά με τη μέτρηση του pH!
