Wat is pH? De pH is de Latijnse afkorting voor "Pondus hydrogenii" (Pondus = druk, hydrogenium = waterstof), die de activiteit van waterstofionen in een stof meet. Deze activiteit is direct gerelateerd aan de zure, neutrale en alkalische waterige oplossing. Water is chemisch neutraal, maar het is niet vrij van ionen, zelfs als het chemisch zuiver is, met sporen van dissociatie: Strict genomen, bestaan waterstofkernen niet in een vrije toestand totdat ze gehydrateerd zijn.
H2O + H2O = H3O + + OHˉ, aangezien de concentratie van hydroniumion (H3O +) equivalent is aan de concentratie van waterstofion (H +), kan de bovenstaande formule worden vereenvoudigd tot de volgende veel gebruikte vormen:
H2O = H + + OHˉ
Het positieve waterstofion hier, mensen in de chemie, wordt uitgedrukt als "H + -ion" of "waterstofkern". Hydronucleaire kernen worden aangeduid als "hydroniumionen". Negatieve hydroxide-ionen worden "hydroxide-ionen" genoemd.
Met behulp van de wet van massale actie, kan men een evenwichtsconstante vinden voor de dissociatie van zuiver water:
K = H3O + x OH ----- H2O
Omdat slechts een zeer kleine hoeveelheid water wordt gedissocieerd, is de molaire massa van water in feite een constante, en geeft de evenwichtsconstante, K, het product, KW, water.
KW = K × H2O KW = H3O + · OH- = 10-7 · 10-7 = 10-14 mol / l (25 ° C)
Dat wil zeggen dat er 10-7 mol H3O + -ionen en 10-7 mol OHˉ-ionen zijn voor één liter zuiver water bij 25 ° C.
In een neutrale oplossing is de concentratie waterstofion H + en hydroxide-ion OHˉ 10-7mol / l. Zoals:
Als er een overmaat H + -ionen is, is de oplossing zuur. Zuren zijn stoffen die waterstofionen H + in de waterige oplossing vrij maken. Evenzo, als OH-ionen vrij zijn, dan is de oplossing alkalisch. Dus, gegeven de H + -waarde die voldoende is om de aard van de oplossing aan te geven, zuur of alkalisch, om biologie van negatieve indexcomputers te vermijden, beval bioloog Soernsen (Soernsen) in 1909 dit ongemak om te gebruiken De waarde is vervangen door een logaritme en wordt gedefinieerd als "pH." De wiskundige definitie van pH is de gebruikelijke logaritme van waterstofionenconcentratie. Dwz pH = -log [H +].
Daarom is de pH-waarde de negatieve logaritme van de ionenconcentratie van basis 10:
Het veranderen van de pH van 50m3 water vereist 500L bleekmiddel van pH2 tot pH3. Er is echter slechts 50 L bleekmiddel vereist van pH 6 tot pH 7.
Er zijn veel manieren om de pH-waarde te meten, voornamelijk de chemische analysemethode, de dipstick-methode, de potentiële methode. Worden voornamelijk geïntroduceerd potentiometrische pH gemeten.
De elektrode die voor potentiële analyse wordt gebruikt, wordt een galvanische cel genoemd. De originele batterij is een systeem, zijn rol is om de chemische reactie-energie in elektriciteit te maken. De spanning van deze batterij wordt elektromotorische kracht (EMF) genoemd. Deze elektromotorische kracht (EMF) bestaat uit twee halve cellen, waarvan er één de indicatorelektrode wordt genoemd en waarvan de potentiaal gerelateerd is aan een specifieke ionactiviteit, zoals H +; de andere halve cel is een referentie-halve cel, gewoonlijk een referentie-elektrode genoemd, die meestal de meetoplossing is verbonden en verbonden met het meetinstrument.
Bijvoorbeeld, een elektrode is gemaakt van een zilverdraad ingebracht in een zoutoplossing die zilverionen bevat, en vormt ionen aan het grensvlak tussen de draad en de oplossing vanwege de verschillende activiteiten van zilverionen in de twee fasen van het metaal en de zoutoplossing Het laadproces en de vorming van een zeker potentiaalverschil. Verloren elektronische zilverionen in de oplossing. Dit proces bereikt uiteindelijk een balans wanneer er geen externe stroom wordt toegepast voor reverse charging, dat wil zeggen dat er geen stroom is. De spanning die aanwezig is in deze evenwichtstoestand wordt de halfcelpotentiaal of de elektrodepotentiaal genoemd. Deze (zoals hierboven beschreven) elektrode bestaande uit metaal en een oplossing die het metaalion bevat, wordt een eerste type elektrode genoemd.
De meting van deze potentiaal wordt uitgevoerd met betrekking tot een referentie-elektrode waarvan de potentiaal onafhankelijk is van de samenstelling van de zoutoplossing. Deze referentie-elektrode met een eigen potentiaal wordt ook wel de tweede elektrode genoemd. Voor dergelijke elektroden is de metaaldraad bedekt met een laag van een slecht oplosbaar zout van een dergelijk metaal (bijvoorbeeld Ag / Agcl) en ingebracht in de elektrolytoplossing die het anion van het metaalzout bevat. De grootte van de halfcelpotentiaal of de elektrodepotentiaal op dit moment hangt af van de activiteit van dergelijke anionen.
De spanning tussen deze twee elektroden volgt de Nernst-vergelijking:
Nernst-formule
Waar: E-potentieel
E0 - standaardspanning van de elektrode
R-gasconstante (8.31439 Joule / mol en ° C)
T-Kelvin absolute temperatuur (voorbeeld: 20 ° C komt overeen met (273.15 + 20) 293.15 Kelvin)
F-Faraday's constante (96493 banked / equivalent)
n-valentie van het gemeten ion (zilver = 1, waterstof = 1)
ln (aMe) - De logaritme van ionactiviteit aMe
De standaard waterstofelektrode is het referentiepunt voor alle potentiële metingen. De standaard waterstofelektrode is een platinadraad gegalvaniseerd (bekleed) met platinachloride en omgeven door waterstofgas (vaste druk van 1013 hPa).
Onderdompeling van deze elektrode bij 25 ℃ H3O + ion-gehalte van 1 mol / l oplossing zal worden gevormd in elektrochemische alle potentiële meetreferentie-halfcelpotentiaal of elektrodepotentiaal. Onder hen is de waterstofelektrode moeilijk praktisch te gebruiken als een referentie-elektrode, dus een tweede type elektrode wordt gebruikt als een referentie-elektrode. De meest voorkomende hiervan zijn zilver / zilverchloride-elektroden. De elektrode reageert met veranderingen in chloride-ionenconcentratie door AgCl op te lossen.
De elektrodepotentiaal van de referentie-elektrode wordt gestabiliseerd door een verzadigd kcl-reservoir (bijv. 3 mol / l kcl). Elektrolytoplossing in vloeistof- of gelvorm is verbonden met de te testen oplossing via het membraan.
Zilverelektrode en Ag / AgCl-referentie-elektrode kunnen worden gebruikt om het zilveriongehalte in de filmwasoplossing te meten met behulp van de bovengenoemde elektrodecombinatie. De zilverelektrode kan ook worden vervangen door een platina- of goudelektrode voor de redoxpotentiaalmeting. Bijvoorbeeld: een metaalionoxidatiestadium.
De meest gebruikte pH-indicatorelektrode is een glaselektrode. Het is een eindgeblazen glas voor pH-gevoelige glasfilms. Buis gevuld met verzadigde AgCl 3 mol / l kcl bufferoplossing, pH 7. Het potentiaalverschil met pH-verschillen dat aan beide zijden van de glasfilm aanwezig was, werd gemeten met een Ag / AgCl-geleidingssysteem;
Zoals de tweede elektrode, exporteren. pH-composietelektrode en vaste pH-elektrode,
Dit potentiaalverschil volgt de Nernst-formule:
Nernst-formule
De E0, R, T (298.15K of 25 ℃) en andere waarden in de bovenstaande formule waren:
E = 59,16 mv / 25 ° C per pH (waarbij ln (H3O +) is omgezet in pH)
Waar R en F constanten zijn, is n de valentie en heeft elk ion zijn vaste waarde. N = 1 voor waterstofionen. De temperatuur "T" als een variabele speelt een grote rol in de Nernst-formule. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de potentiële waarde toe.
Voor elke temperatuur van 1 ° C zal een temperatuurstijging een potentiële verandering van 0,2 mv / per pH veroorzaken. De waarde van de pH geeft een verandering van 0,0033 pH per 1 ° C eerste 1 pH aan.
Dit betekent dat voor temperatuurmetingen tussen 20 ° C en 30 ° C en rond 7 pH het niet nodig is om temperatuurveranderingen te compenseren en voor toepassingen met een temperatuur> 30 ° C of <20 °="" c="" en="" een="" ph-waarde="" van="" 8="" of="" 6="" ,="" een="">
Industriële pH-meter , is een veel gebruikte industriële apparatuur, voornamelijk gebruikt voor het nauwkeurig meten van de pH-waarde van het vloeibare medium. Evenals installatie, schoonmaken, anti-interferentie en andere kwesties om te overwegen
E-mail: info@lohand.net
