pH metre ölçüm sorunlarının envanteri
1. Yüksek sıcaklıkta pH ölçümü
Sulu çözeltinin yüksek sıcaklığı genellikle 60 derecenin üzerine karşılık gelir. Bu koşullar altında çözelti, özellikle alkalin pH aralığında cam elektrot üzerinde ciddi bir korozyon etkisine sahiptir. Bu korozyon etkisi cam elektrotun potansiyel kaymasına neden olur ve performansını bozar. .
İlaç, fermantasyon, gıda ve diğer endüstrilerdeki mikrobiyal yetiştirme tanklarında pH ölçümü, cam elektrotun 120-130 derecedeki yüksek sıcaklık uyarımına dayanabilmesini gerektirir; yani elektrotun, yüksek sıcaklıktaki çözeltinin erozyonuna dayanması gerekir.
the
Yüksek sıcaklık ölçümünde çözülmesi gereken bir diğer problem ise referans elektrodunun stabilitesidir.
AgCl'nin yüksek sıcaklıkta çözünmesini önlemek için AgCl katmanını kalınlaştırın, elektrot çözeltisine katı AgCl ekleyin veya AgCl tek kristalini referans elektrot olarak kullanın; referans elektrodu ayrıca yüksek sıcaklık alanının dışına da bağlanabilir ve bir tuz köprüsü aracılığıyla bağlanabilir.
2. Düşük sıcaklıkta pH ölçümü
Düşük sıcaklıkta, cam elektrotun iç direnci keskin bir şekilde artar, bu nedenle düşük iç dirençli pH'lı bir cam elektrot seçilmeli ve donma noktasını düşürmek için elektrot iç çözeltisine organik bir çözücü eklenmelidir.
3. Sulu olmayan çözeltilerin pH ölçümü
Sulu olmayan çözeltiler, saf susuz çözeltiler ve kısmi susuz çözeltiler dahil olmak üzere susuz çözücülerden oluşan çözeltileri ifade eder.
Organik çözücülerde çözünen birçok elektrolit de pH ölçümü gerektirir. Yaygın olarak kullanılan organik çözücüler arasında etanol, glikoller, eterler, amidler, nitriller, ketonlar vb. yer alır. Elektrolitleri çözme yetenekleri, dielektrik sabitleri ε ile ilgilidir. Dielektrik sabitleri suyunkinden önemli ölçüde farklıdır (su ε=78.3) ve sudan daha yüksek veya daha düşük olabilir. Örneğin propanol, etanol, metanol, gliserol, propilen glikol ve formamidin dielektrik sabitleri ε sırasıyla 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 ve 109,5'tir. Organik çözücülerin dielektrik sabiti suyunkinden farklı olduğundan, her bir çözücünün pH aralığı ve nötr noktası suyunkinden önemli ölçüde farklıdır.
Endüstrinin gelişmesi ve bilim ve teknolojinin ilerlemesiyle birlikte, sulu olmayan çözeltilerin pH değerinin ölçümüne yönelik araştırmalar yavaş yavaş gerçekleştirilmektedir. Daha olgun olanlar ağır su, propanol, etanol, metanol, gliserol, propilen glikol ve formamiddir.
Saf su kimyasal olarak nötrdür ve suyun iyon çarpım sabiti Kw, 250C'de 10 üzeri -14inci güce eşittir. Sulu çözeltiler için "olağan pH aralığının" büyüklüğü genellikle şu şekilde tanımlanır:
-logKw=14 Bu nedenle pH ölçüm aralığı 0 ila 14 arasındadır.
Sulu bir çözeltinin nötr noktası pHn, H artı ve OH- konsantrasyonlarının eşit olduğu pH değeridir. pHn=-1/2logKw
pHn sıcaklıkla ilişkilidir, 250C'de pHn=,7.00, 1000C'de pHn=6.13, ekteki tabloya bakın.
Z çözücünün pH aralığı şu şekilde tanımlanır;
the
pH aralığı (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z, Z'nin iyon ürünüdür (iyon geçiş numarası olarak da bilinir). 250°C'de
Z=su olduğunda, Kap=10-14pH aralığı 14pH'dir. pHn=7
Z=asetonitril, Kap=10-28 pH aralığı 28 pH'tır. pHn=14
Z=formamid Kap=10-17pH aralığı 17pH'dir. pHn=8.5
Not: Sulu çözeltideki pH=14, maksimum alkalinitedeki pH değeri anlamına gelir ve asetonitril çözeltisindeki pH=14 yalnızca nötr noktadır. Bu nedenle farklı solventlerin pH değerleri karşılaştırılırken dikkat edilmelidir, yani farklı solventlerin pH değerleri arasında karşılaştırılabilirlik yoktur.
Sulu olmayan çözeltilerin pH değerini ölçerken alınacak önlemler:
Sulu olmayan çözeltinin iletkenliği zayıftır ve referans elektrot ile ölçülen çözelti arasında büyük ve kararsız bir sıvı bağlantı potansiyeli oluşacaktır, bu da önemli ölçüm hatalarına neden olacaktır. Referans elektrot, pH cam elektroduna mümkün olduğu kadar yakındır ve referans elektrot elektrolitinin KCL penetrasyonu büyük olmalıdır (harici referans elektrot elektroliti KCL penetrasyonu büyük olmalıdır). Kompozit elektrot kullanmak en iyisidir. Kompozit elektrotta gösterge elektrotu ile referans elektrotu arasındaki yakın ve sabit mesafe nedeniyle, sulu olmayan çözeltide kararlı ve tekrarlanabilir bir potansiyel elde etmek faydalıdır ve pH ölçüm hücresinin iyi bir şekilde korunması gerekir.
Emülsiyon (emülsiyon) veya yağ çözeltisini ölçerken, sıvı bağlantı tipinin doğru seçilmesi çok önemlidir ve sıvı bağlantı noktasının yenilenmesi ve temizlenmesi kolaydır. Bazı sulu olmayan çözeltiler için açık veya kollu sıvı bağlantılarının uygun olması önerilir.
Çevrimiçi ölçüm yaparken akış hızını (laminer akış) sıkı bir şekilde kontrol edin. Türbülanstan kaçının.
Referans elektrot çözeltisinin çözücüsü, kararsız sıvı bağlantı potansiyelini ortadan kaldırmak için çözücü olarak ölçülen çözelti bileşimini kullanmalı veya bir çift tuz köprüsü çözeltisi kullanmalıdır.
Sulu olmayan çözeltiyi ölçtükten sonra pH cam elektrotunun yanıt özelliklerinde sıklıkla bir düşüş olur. Bu sırada elektrot bir temizlik maddesiyle temizlenmeli ve ardından elektrotun eski haline getirilmesi için birkaç saat boyunca 0,1mol/L HCL'ye batırılmalıdır.
Yağ ve protein içeren çözeltiyi ölçtükten sonra elektrot, birkaç saat boyunca güçlü pepsin (Pepsin) HC içeren karışık bir çözücüye daldırılabilir ve ardından suyla durulanabilir.
Ağır su ve su-alkol sistemi gibi suya benzer sulu olmayan ortamların pH ölçümü için cam elektrot, bu tür solventlerde potansiyeli uzun süre sabit tutabilir. Elektrodu solvente batırdıktan sonra elektrot dengeye ulaşır ve ardından elektrodu kalibre etmek için bu solventte yapılandırılmış standart tampon solüsyonunu kullanır. Bu yöntemle ölçülen pH değeri, göreceli bir pH değeri veya görünür bir pH değeridir.
Sulu olmayan çözelti pH ölçüm elektrotları için, sodyum cam pH elektrotu yerine lityum cam elektrot kullanmak daha iyidir (lityum cam pH elektrotu mavidir ve sodyum cam pH elektrot ampulü beyazdır). Cam elektrotlarda pH'a duyarlı bir "hidrasyon jeli tabakası" oluşturmak için neme ihtiyaç duyulduğundan, lityum cam elektrotlar, sodyum cam elektrotlara göre çok daha az neme ihtiyaç duyar.
Su dışı ölçümlerde geniş aralıklı (tam ölçekli pH14 aralığının ötesinde) bir pH metre kullanılmalıdır,
