Інвентаризація проблем вимірювання pH-метром
1. Вимірювання pH при високій температурі
Висока температура водного розчину зазвичай відноситься до вище 60 градусів. За цих умов розчин має особливо серйозну корозійну дію на скляний електрод, особливо в лужному діапазоні pH. Цей ефект корозії викликає дрейф потенціалу скляного електрода та погіршує його роботу. .
У резервуарах для розведення мікроорганізмів у фармацевтичній, бродильній, харчовій та інших галузях промисловості вимірювання рН вимагає, щоб скляний електрод витримував високу температуру стимуляції за 120-130 градусів, тобто електрод повинен витримувати ерозію високотемпературного розчину.
в
Ще одна проблема, яку необхідно вирішити при високотемпературних вимірюваннях, - це стабільність електрода порівняння.
Щоб запобігти розчиненню AgCl при високій температурі, потовстіть шар AgCl, додайте твердий AgCl до розчину електрода або використовуйте монокристал AgCl як електрод порівняння; електрод порівняння також можна підключити за межами високотемпературної зони та підключити через сольовий місток.
2. Вимірювання pH при низькій температурі
При низькій температурі внутрішній опір скляного електрода різко зростає, тому слід вибрати скляний електрод з низьким внутрішнім опором рН і додати до внутрішнього розчину електрода органічний розчинник, щоб знизити температуру замерзання.
3. Вимірювання рН неводних розчинів
Неводні розчини стосуються розчинів, що складаються з неводних розчинників, включаючи чисті неводні розчини та часткові неводні розчини.
Багато електролітів, розчинних в органічних розчинниках, також потребують вимірювання pH. Зазвичай використовувані органічні розчинники включають етанол, гліколі, прості ефіри, аміди, нітрили, кетони тощо. Їхня здатність розчиняти електроліти пов’язана з їхньою діелектричною проникністю ε. Їх діелектрична проникність значно відрізняється від діелектричної проникності води (вода ε=78.3) і може бути вищою або нижчою, ніж у води. Наприклад, діелектричні проникності ε пропанолу, етанолу, метанолу, гліцерину, пропіленгліколю та формаміду дорівнюють відповідно 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 і 109,5. Оскільки діелектрична проникність органічних розчинників відрізняється від діелектричної проникності води, діапазон pH і нейтральна точка кожного розчинника значно відрізняються від показників води.
З розвитком промисловості та прогресом науки і техніки поступово почали проводитися дослідження вимірювання значення pH неводного розчину. До більш зрілих відносяться важка вода, пропанол, етанол, метанол, гліцерин, пропіленгліколь і формамід.
Чиста вода є хімічно нейтральною, а константа іонного добутку Kw води дорівнює 10 у -14-му ступені при 250C. Величина «звичайного діапазону рН» для водних розчинів зазвичай визначається як:
-logKw=14 Таким чином, діапазон вимірювання pH становить від 0 до 14.
Нейтральна точка pHn водного розчину - це значення pH, при якому концентрації H plus і OH- рівні. pHn=-1/2logKw
pHn пов’язаний із температурою, при 250C, pHn=,7.00, при 1000C, pHn=6.13, див. таблицю, що додається.
Діапазон pH розчинника Z визначається як;
в
Діапазон pH (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z – це іонний добуток Z (також відомий як число міграції іонів). при 250C
Коли Z=вода, діапазон pH Kap=10-14 становить 14pH. рН=7
Z=ацетонітрил, Kap=10-28 діапазон pH становить 28 pH. рН=14
Z=формамід Kap=10-17діапазон pH становить 17pH. pHn=8.5
Примітка. pH=14 у водному розчині означає значення pH при максимальній лужності, а pH=14 у розчині ацетонітрилу є лише нейтральною точкою. Тому слід звернути увагу на порівняння значень рН різних розчинників, тобто немає порівнянності між значеннями рН різних розчинників.
Запобіжні заходи при вимірюванні значення pH неводних розчинів:
Неводний розчин має погану провідність, і між електродом порівняння та вимірюваним розчином утвориться великий і нестабільний потенціал контакту рідини, що призведе до значних похибок вимірювання. Електрод порівняння знаходиться якомога ближче до скляного електрода pH, і проникнення KCL електроліту електроду порівняння має бути великим (проникнення KCL зовнішнього електроліту електроду порівняння має бути великим). Найкраще використовувати композитний електрод. Через близьку та фіксовану відстань між індикаторним електродом та електродом порівняння в композитному електроді корисно отримати стабільний і повторюваний потенціал у неводному розчині, а осередок для вимірювання pH має бути добре екранованим.
При вимірюванні емульсії (емульсії) або масляного розчину дуже важливо правильно вибрати тип рідинного спаю, а рідинний спай легко оновити і очистити. Для деяких неводних розчинів рекомендується використовувати відкриті або закриті рідинні з’єднання.
Під час онлайн-вимірів суворо контролюйте швидкість потоку (ламінарний потік). Уникайте турбулентності.
Розчинник розчину електрода порівняння повинен використовувати виміряний склад розчину як розчинник для усунення нестабільного потенціалу рідинного переходу або використовувати розчин подвійного сольового містка.
Після вимірювання неводного розчину скляний pH-електрод часто має зниження характеристик відгуку. У цей час електрод потрібно очистити очисним засобом, а потім занурити в 0.1mol/L HCL на кілька годин, щоб відновити електрод.
Після вимірювання розчину, що містить жир і білок, електрод можна занурити в змішаний розчинник, що містить сильний пепсин (Pepsin) HC, на кілька годин, а потім промити водою.
Для вимірювання рН неводних середовищ, подібних до води, таких як важка вода та водно-спиртова система, скляний електрод може зберігати стабільний потенціал протягом тривалого часу в таких розчинниках. Після занурення електрода в розчинник електрод досягає рівноваги, а потім використовує стандартний буферний розчин, налаштований у цьому розчиннику, для калібрування електрода. Значення pH, виміряне цим методом, є відносним значенням pH або уявним значенням pH.
Для електродів для вимірювання рН неводного розчину краще використовувати літієвий скляний електрод замість натрієвого скляного рН-електрода (літієвий скляний рН-електрод синього кольору, а колба рН-електрода з натрієвого скла біла). Оскільки для скляних електродів волога необхідна для формування «шару гідратаційного гелю», що реагує на pH, електроди з літієвого скла потребують набагато менше вологи, ніж електроди з натрієвого скла.
При вимірюванні не води слід використовувати рН-метр із великим діапазоном (за межами повного діапазону pH14),
