Potentiometer (Phameter)

Wat is een potentiometer?

A potentiometer Het is het apparaat dat wordt gebruikt om het potentiaalverschil tussen een werkelektrode en een referentie -elektrode te meten, wanneer beide worden ondergedompeld in een oplossing waaruit het gewenst is om hun zuurgraad of basiciteit te bepalen, en dit als pH uitdrukken.

Op deze manier verwijst potentiometrie naar de analytische methode die wordt gebruikt bij het bepalen van de concentratie van H -ionen⁺ in een stof die in oplossing is, door een potentiometer te gebruiken en de twee hierboven genoemde elektroden.

In het geval van de referentie -elektrode heeft het een bekende, constante en stabiele potentieel in tegenstelling tot de werkelektrode. Het potentieel dat zich ontwikkelt in deze laatste elektrode varieert in verhouding tot de concentratie van H -ionen⁺ die in de oplossing zijn.

Dit potentieel wordt ook sterk beïnvloed door de temperatuur waarbij de meting wordt uitgevoerd.

Waar is een potentiometer voor?

Er zijn veel processen die worden uitgevoerd op het industriële veld - zoals de productie van geneesmiddelen, voedselverwerking en waterzuivering - die zeer gevoelig zijn voor variatie in pH -waarden. Om deze reden is de juiste meting ervan zo belangrijk.

Zoals eerder vermeld, is de pH een parameter die wordt gebruikt om de zuurgraad of alkaliteit van een oplossing te meten die zich in waterige fase bevindt door analyse van de concentratie van hones h⁺ In de oplossing. Vervolgens wordt de pH -waarde berekend door de volgende vergelijking:

pH = -log [h⁺]

Zodat de potentiometer wordt gebruikt bij de pH -meting van een stof in oplossing.

Wanneer de potentiometer is aangesloten op de twee elektroden die zijn ondergedompeld in de oplossing die u wilt analyseren, detecteert dit het potentiaalverschil tussen de werkelektrode en de referentie -elektrode, waardoor dit signaal wordt versterkt en een pH -waarde wordt met behulp van de hierboven beschreven vergelijking.

Hoe werkt een potentiometer?

De werking van een potentiometer is gebaseerd op het mechanisme van een elektrochemische cel, waarbij Hionen bij betrokken zijn⁺ In de chemische reactie van de cel om de concentratie van deze ionen in de oplossing te bepalen en dus de pH van hetzelfde te verkrijgen.

Wanneer u de pH van een oplossing door potentiometrie wilt meten, worden een potentiometer en een elektrode gebruikt; De eerste is het apparaat dat de pH bepaalt, terwijl de tweede is gebaseerd op de combinatie van een referentie -elektrode en een andere meting die gevoelig is voor de analyten.

In die zin wordt een circuit gevormd waar de elektrische stroom tussen de elektroden en de oplossing stroomt, waarbij ze de functie van een batterij uitoefenen wanneer ze onderdompelen in de bovengenoemde oplossing.

Op deze manier is de potentiometer ontworpen om een ​​spanning te genereren die gelijk is aan nul (in millivolt -eenheden) wanneer er een pH is die gelijk is aan zeven; dat wil zeggen neutraal.

Ook wanneer een toename van potentiële waarden (met positieve getallen) wordt geregistreerd, betekent dit dat ze kleine pH -waarden hebben, en wanneer een afname hiervan wordt waargenomen - dat wil zeggen een groei naar negatieve getallen - is er sprake van grotere waarden van pH.

Elektroden

De meetelektrode (of werk) bestaat uit een apparaat waarbij de reactie die wordt bestudeerd (oxidatie of reductie) wordt uitgevoerd (oxidatie of reductie).

Hoewel er veel soorten zijn, is meestal van glas gemaakt, bestaande uit een zeer fijn glazen membraan dat permeabiliteit heeft voor de H -ionen⁺ van de omgeving waarin het is.

Bij het plaatsen van dit in een oplossing die een andere pH heeft dan de oplossing in de cel, wordt een potentiaalverschil gegenereerd tussen de twee gezichten van het membraan en dit verschil kan worden vastgelegd door middel van een referentieelektrode.

Aan de andere kant is de referentie -elektrode een apparaat met stabiele potentiële kenmerken en bekende waarde, die normaal wordt gebruikt als de anode in de elektrochemische cel.

Een voorbeeld van dit type elektrode is er een dat is samengesteld uit een zilveren kabel, die is bedekt met zilverchloride en ondergedompeld is in een verdunde zoutzuuroplossing, of de verzadigde referentie -elektrode van calomelano, zoals die getoond in de onderstaande figuur.

Dus de potentiometer bepaalt het potentiaalverschil dat wordt gegenereerd tussen de elektroden, hoewel alleen het potentieel van de werkelektrode afhangt van de concentraties van ionische soorten.

Kalibratie van een potentiometer

De kalibratie van een potentiometer moet worden uitgevoerd via buffers (ook wel buffer- of bufferoplossingen genoemd), die bestaan ​​uit praktisch onveranderlijke pH -systemen die een zwakke stof en hun geconjugeerde soorten bevatten.

Elke schokdemperoplossing heeft een specifieke pH, die zuur kan zijn (pH7) of neutraal (pH = 7), en kan worden verkregen gecommercialiseerd of voorbereid in het laboratorium met gecertificeerde reagentia en door het gebruik van gevestigde en gevalideerde procedures.

Aangezien de potentiometers de waarde van de pH meten binnen een bereik dat als breed wordt beschouwd, moet het bekend zijn of de analyt een pH groter of minder dan zeven heeft om door te gaan naar de juiste kalibratie.

Dus, voor monsters waarvan de pH naar verwachting basis moet worden gekalibreerd met een pH -dempingoplossing gelijk aan zeven en een andere pH (meestal gebruikte een van pH tien).

Aan de andere kant is het voor monsters met een verwachte pH van het zuurtype gekalibreerd met een pH -dempingoplossing gelijk aan zeven en een andere van pH minor (meestal wordt een van pH vier gebruikt).

Ten slotte moet de herverkalibratie van dit meetinstrument worden uitgevoerd voor en na elk gebruik, waarbij de resultaten worden geregistreerd, inclusief de datum en tijd waarin ze werden uitgevoerd en de kenmerken van de dempingsoplossingen die werden gebruikt om hetzelfde te controleren.