מהו pH? ה- pH הוא הקיצור הלטיני עבור "Pondus hydrogenii" (Pondus = לחץ, hydrogenium = מימן), אשר מודד את פעילותם של ימני המימן בחומר. פעילות זו קשורה באופן ישיר לפתרון מימי חומצי, נייטרלי ו אלקליני. המים הם נייטרליים מבחינה כימית, אך הם אינם נקיים מיונים, גם אם הם טהורים מבחינה כימית, עם עקבות של ניתוק: במובהק, גרעיני מימן אינם קיימים במצב חופשי עד להידרכה.
H2O + H2O = H3O + + OHˉ, שכן הריכוז של יון הידרוניום (H3O +) שווה לריכוז מימן יון (H +), הנוסחה לעיל ניתן לפשט את הטפסים הנפוצים הבאים:
H2O = H + + OHˉ
יון מימן חיובי כאן, אנשים בכימיה מתבטאת כמו "H + יון" או "מימן גרעין". גרעינים הידרו-גרעיניים מסומנים כ"יוני הידרוניום ". שלילי hydroxide יונים נקראים "יוני הידרוקסיד."
באמצעות חוק הפעולה המונית אפשר למצוא קבוע שיווי משקל לדיסוציאציה של מים טהורים:
K = H3O + × OH ----- H2O
מאחר שרק כמות קטנה מאוד של מים מנותקת, המסה הטוחנת של המים היא למעשה קבועה, וקבוע שיווי המשקל, K, מניב את המוצר, ק"ו, של מים.
KW = K = H2O KW = H3O + · OH- = 10-7 · 10-7 = 10-14 mol / l (25 ° C)
כלומר יש 10-7 שומות H3O + יונים ו 10-7 שומות OHˉ יונים עבור ליטר אחד של מים טהורים ב 25 ° C.
בפתרון נייטרלי, הריכוז של יון מימן H + ו יון hydroxide OHˉ הוא 10-7mol / l. כמו:
אם יש עודף של H + יונים, הפתרון הוא חומצי. חומצות הן חומרים שהופכים מימן יונים H + ב תמיסה מימית חינם. באופן דומה, אם יונים OH חופשיים, אז הפתרון הוא אלקליין. לכן, בהתחשב בערך H + מספיק כדי לציין את אופיו של הפתרון, חומצי או בסיסי, על מנת למנוע שימוש בריכוז המולקולרי של מחשוב המדד השלילי, ביולוג Soernsen (Soernsen) בשנת 1909 המליץ זה לא נוח להשתמש הערך מוחלף על ידי לוגרייתם ומוגדר כ- pH. ההגדרה המתמטית של ה- pH היא הלוגריתם המשותף של ריכוז יון מימן. כלומר, pH = -log [H +].
לכן, ערך ה- pH הוא הלוגריתם השלילי של ריכוז 10 יון הבסיס:
שינוי ה- pH של מים 50m3 דורש 500L של אקונומיקה מ pH2 ל pH3. עם זאת, רק 50 L של אקונומיקה נדרש מ pH 6 ל pH 7.
ישנן דרכים רבות למדוד את הערך pH, בעיקר שיטת ניתוח כימי, שיטת דיפסטיק, שיטה פוטנציאלית. הם הציגו בעיקר potentiometric pH נמדד.
האלקטרודה המשמשת ניתוח פוטנציאלי נקרא תא גלווני. הסוללה המקורית היא מערכת, תפקידה הוא להפוך את האנרגיה התגובה הכימית לחשמל. המתח של סוללה זו נקרא כוח electromotive (EMF). זה כוח electromotive (EMF) מורכב משני תאים למחצה, אחד מהם נקרא האלקטרודה מחוון ואת הפוטנציאל שלו קשור לפעילות יון מסוים, כגון H +; חצי השני תא הוא התייחסות חצי תא, המכונה בדרך כלל התייחסות אלקטרודה, אשר בדרך כלל הפתרון המדידה מחובר, מחובר עם מכשיר המדידה.
לדוגמה, אלקטרודה עשויה חוט כסף מוכנס בתמיסת מלח המכילה יונים כסף, היוצרים יונים בממשק בין החוט לבין הפתרון בשל הפעילויות השונות של יונים כסף בשני שלבים של המתכת ואת הפתרון מלח תהליך הטעינה, ויצירת הבדל פוטנציאלי מסוים. איבד כסף יונים אלקטרוניים לתוך הפתרון. תהליך זה מגיע בסופו של דבר לאיזון כאשר אין זרם חיצוני מוחל על הטעינה הפוכה, כלומר, לא זרם שוטף. המתח שנמצא במצב זה של שיווי משקל נקרא פוטנציאל של חצי תא או פוטנציאל האלקטרודה. זו (כפי שתואר לעיל) אלקטרודה המורכבת מתכת פתרון המכיל יון המתכת מכונה סוג הראשון של האלקטרודה.
המדידה של פוטנציאל זה מתבצעת ביחס לאלקטרודת ייחוס, אשר הפוטנציאל שלה אינו תלוי בהרכב תמיסת המלח. זו אלקטרודה התייחסות עם הפוטנציאל שלה מכונה גם האלקטרודה השנייה. עבור אלקטרודות כאלה, חוט המתכת מכוסה בשכבה של מלח מסיס באופן מתכתי של מתכת כזו (למשל, Ag / Agcl) ומוכנס לתמיסה אלקטרוליטית המכילה את אניון מלח המתכת. גודל הפוטנציאל של חצי התא או פוטנציאל האלקטרודה בשלב זה תלוי בפעילות של אניונים כאלה.
המתח בין שתי האלקטרודות עוקב אחר משוואת Nernst:
נוסחת Nernst
היכן: פוטנציאל אלקטרוני
E0 - מתח סטנדרטי של האלקטרודה
R-Gas קבוע (8.31439 Joules / שומה C °)
T-Kelvin טמפרטורה מוחלטת (לדוגמה: 20 ° C מתאים (273.15 + 20) 293.15 קלווין)
F-Faraday קבוע (96493 בנקאי / שווה ערך)
n- valence של יון נמדד (כסף = 1, מימן = 1)
ln (aMe) - הלוגריתם של פעילות יון aMe
אלקטרודת המימן הסטנדרטית היא נקודת ההתייחסות לכל המדידות הפוטנציאליות. אלקטרודה מימן סטנדרטי הוא חוט פלטינה electroplated (מצופה) עם כלוריד פלטינה מוקף גז מימן (לחץ קבוע של 1013 hPa).
טבילה של אלקטרודה זו ב 25 ℃ H3O + תוכן יון של 1mol / l פתרון ייווצר אלקטרוכימיים כל פוטנציאל פוטנציאל התייחסות חצי פוטנציאל התא או פוטנציאל אלקטרודה. ביניהם, אלקטרודה מימן קשה לשמש כמעט אלקטרודה התייחסות, כך סוג השני של האלקטרודה משמש אלקטרודה התייחסות. הנפוץ ביותר הוא כסף / כסף כלורי אלקטרודות. האלקטרודה מגיבה עם שינויים בריכוז יון כלור ידי המסת AgCl.
אלקטרודה התייחסות הפוטנציאל של האלקטרודה הוא התייצב על ידי מאגר קל רווי (למשל, 3 mol / l kcl). פתרון אלקטרוליט בנוזל או בצורת ג'ל מחובר לפתרון תחת בדיקה דרך הממברנה.
אלקטרודה כסף Ag / AgCl התייחסות אלקטרודה ניתן להשתמש כדי למדוד את התוכן יון כסף פתרון לשטוף את הסרט באמצעות שילוב האלקטרודה לעיל. האלקטרודה כסף יכול גם להיות מוחלף על ידי פלטינה או אלקטרודה זהב עבור המדידה פוטנציאל לחסל. לדוגמה: שלב חמצון יון מתכת.
הנפוץ ביותר pH אינדיקטור מחוון הוא אלקטרודה זכוכית. זהו קצה זכוכית blown עבור pH רגיש זכוכית סרטים. צינור מלא רווי AgCl 3mol / l kcl פתרון חיץ, pH 7. ההבדל ההבדל הפוטנציאל pH קיים על שני הצדדים של הסרט זכוכית נמדדה על ידי מערכת הולכה Ag / AgCl,
כגון האלקטרודה השנייה, הייצוא. pH אלקטרודה מרוכבים pH מצב מוצק אלקטרודה,
הבדל פוטנציאלי זה תואם לנוסחת Nernst:
נוסחת Nernst
E0, R, T (298.15K או 25 ℃) וערכים אחרים לתוך הנוסחה לעיל היה:
E = 59.16 mv / 25 ° C ל pH (כאשר ln (H3O +) הומר ל- pH)
כאשר R ו- F הם קבועים, n היא הערכיות, ולכל יון יש ערך קבוע. N = 1 עבור מימן יונים. הטמפרטורה "T" כמשתנה משחקת תפקיד גדול בנוסחת Nernst. ככל שהטמפרטורה עולה, הערך הפוטנציאלי יגדל.
עבור כל 1 ° C עליית הטמפרטורה תגרום לשינוי פוטנציאלי של 0.2 mv / לכל pH. הערך של pH מציין שינוי של 0.0033 pH לכל 1 ° C 1 pH.
משמעות הדבר היא כי עבור מדידות טמפרטורה בין 20 מעלות צלזיוס ל 30 מעלות צלזיוס סביב 7 pH אין צורך לפצות על שינויי טמפרטורה עבור יישומים עם טמפרטורה> 30 מעלות צלזיוס או <20 מעלות="" צלזיוס="" וערך="" ph="" של="" 8="" או="" 6="" ,="">
מד pH תעשייתי, הוא ציוד תעשייתי נפוץ, המשמש בעיקר למדוד במדויק את הערך pH של המדיום נוזלי. כמו גם התקנה, ניקוי, נגד הפרעות ונושאים אחרים שיש להביא בחשבון
דוא"ל: info@lohand.net
