Analitika gyakorlat 12. évfolyam Fizikai és kémiai tulajdonság mérése műszeres vizsgálatokkal Fogarasi József 2009 TÁMOP 2.2.3-07/1-2F-2008-0011
A potenciometrikus pH-mérés
A víz autoprotolízise A vízmolekulák egymás közti protonátadással járó reakcióját autoprotolízisnek nevezzük. A víz tehát nagyon gyenge elektrolit, benne az ionkoncentráció igen kicsi (ezért mondjuk, hogy a tiszta víz gyakorlatilag nem, illetve alig vezeti az áramot). Pontos mérésekkel kimutatták, hogy a tiszta vízben: [H3O+] = [OH-] = 10-7 mol/dm3 A pH fogalmát Søren Peter Lauritz Sørensen (1868–1939) dán biokémikus vezette be. pH = – lg [H3O+] pOH = – lg [OH–] A pH és a pOH közötti összefüggés: pH + pOH = 14 pH = 0 savasság lúgosság pH = 7 pH = 14
Néhány közismert anyag pH-ja Akkumulátorsav 0,5 Gyomorsav 1,5 – 2,0 Citromlé 2,4 Néhány közismert anyag pH-ja Kóla 2,5 Ecet 2,9 Sör 4,5 Eső <5 Tej 6,5 Vér 7,34 – 7,45 Szappan 9 - 10 Szalmiák 11,5
A mérés elve A mérés, ha nincs az oldatban zavaró szennyeződés, elvégezhető hagyományos indikátorokkal is. Nagyobb pontosságot tesz lehetővé a pH elektromos mérése. Ehhez olyan elektródot használunk, amelynek feszültsége az oldat hidrogénion koncentrációjától függ, tehát közvetett módon a pH-tól. Ag/AgCl A pH méréséhez az üvegelektródot használjuk. Pufferoldat Az érzékelő gömb elektródpotenciálja lineárisan változik a pH-val: E = konstans – 0,0591 pH Az üvegelektród legfontosabb része a speciális üvegből készült vékony falú mérőgömb. VIGYÁZAT! TÖRÉKENY ÉS DRÁGA ! ! ! Mérőgömb
A refernecia-elektród felépítése Egy elektróddal nem lehet feszültséget mérni. Kell egy stabil elektródpotenciállal rendelkező elektród, amihez viszonyítani lehet a mérőelektród feszültségét. Ag-szál KCl utántöltő nyílás AgCl + KCl Kerámiadugó A porózus szerkezetű kerámiadugó biztosítja az elektród belseje és a körülötte lévő elektrolit elektromos kapcsolatot.
A kombinált üvegelektród felépítése Eddig ez egy üvegelektród Ag/AgCl Ag-szál KCl utántöltő nyílás Pufferoldat AgCl + KCl Kerámiadugó Mérőgömb Eddig ez egy üvegelektród