Инвентаризация проблем измерения рН-метра
1. Измерение pH при высокой температуре
Высокая температура водного раствора обычно превышает 60 градусов. В этих условиях раствор оказывает особенно серьезное коррозионное воздействие на стеклянный электрод, особенно в щелочном диапазоне pH. Этот эффект коррозии вызывает потенциальный дрейф стеклянного электрода и ухудшает его характеристики. .
В резервуарах для разведения микробов в фармацевтической, ферментационной, пищевой и других отраслях промышленности измерение pH требует, чтобы стеклянный электрод мог выдерживать высокотемпературное воздействие при 120-130 степени, то есть электрод должен выдерживать эрозию высокотемпературного раствора.
тот
Другая проблема, которую необходимо решить при измерении высоких температур, — это стабильность электрода сравнения.
Чтобы предотвратить растворение AgCl при высокой температуре, утолщайте слой AgCl, добавляйте твердый AgCl в раствор электрода или используйте монокристалл AgCl в качестве электрода сравнения; электрод сравнения также можно подключить за пределами зоны высокой температуры и подключить через солевой мостик.
2. Измерение pH при низкой температуре.
При низкой температуре внутреннее сопротивление стеклянного электрода резко возрастает, поэтому следует выбрать стеклянный электрод с низким внутренним сопротивлением pH, а во внутренний раствор электрода добавить органический растворитель, чтобы снизить температуру замерзания.
3. Измерение pH неводных растворов
К неводным растворам относятся растворы, состоящие из неводных растворителей, включая чистые неводные растворы и частичные неводные растворы.
Многие электролиты, растворимые в органических растворителях, также требуют измерения pH. Обычно используемые органические растворители включают этанол, гликоли, простые эфиры, амиды, нитрилы, кетоны и т. д. Их способность растворять электролиты связана с их диэлектрической постоянной ε. Их диэлектрическая проницаемость существенно отличается от диэлектрической проницаемости воды (воды ε=78.3) и может быть выше или ниже воды. Например, диэлектрические константы ε пропанола, этанола, метанола, глицерина, пропиленгликоля и формамида составляют 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 и 109,5 соответственно. Поскольку диэлектрическая проницаемость органических растворителей отличается от диэлектрической проницаемости воды, диапазон pH и нейтральная точка каждого растворителя значительно отличаются от таковых у воды.
С развитием промышленности и прогрессом науки и техники постепенно проводились исследования по измерению значения pH неводных растворов. Более зрелыми являются тяжелая вода, пропанол, этанол, метанол, глицерин, пропиленгликоль и формамид.
Чистая вода химически нейтральна, а константа ионного произведения Kw воды равна 10 в -14-й степени при 250°С. Величина «обычного диапазона pH» для водных растворов обычно определяется как:
-logKw=14 Таким образом, диапазон измерения pH составляет от 0 до 14.
Нейтральной точкой pHn водного раствора является значение pH, при котором концентрации H plus и OH- равны. pHn=-1/2logKw
pHn зависит от температуры: при 250°C pHn=,7.00, при 1000°C pHn=6.13, см. прилагаемую таблицу.
Диапазон pH растворителя Z определяется как;
тот
Диапазон pH (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z — ионное произведение Z (также известное как число миграции ионов). при 250°С
Когда Z=вода, диапазон Kap=10-14pH составляет 14pH. pHn=7
Z=ацетонитрил, Kap=10-28 диапазон pH составляет 28 pH. pHn=14
Z=формамид Kap=10-17 Диапазон pH составляет 17 pH. pHn=8.5
Примечание. pH=14 в водном растворе означает значение pH при максимальной щелочности, а pH=14 в растворе ацетонитрила является только нейтральной точкой. Поэтому следует уделять внимание при сравнении значений рН разных растворителей, то есть не существует сравнения значений рН разных растворителей.
Меры предосторожности при измерении значения pH неводных растворов:
Неводный раствор имеет плохую проводимость, и между электродом сравнения и измеряемым раствором образуется большой и нестабильный потенциал жидкостного перехода, что приводит к значительным ошибкам измерения. Электрод сравнения располагается как можно ближе к стеклянному рН-электроду, а проникновение KCL электролита электрода сравнения должно быть большим (проникновение KCL внешнего электрода сравнения должно быть большим). Лучше всего использовать композитный электрод. Из-за близкого и фиксированного расстояния между индикаторным электродом и электродом сравнения в составном электроде выгодно получить стабильный и повторяемый потенциал в неводном растворе, а ячейку измерения pH следует хорошо экранировать.
При измерении эмульсии (эмульсии) или масляного раствора очень важно правильно выбрать тип жидкостного перехода, а жидкостный переход легко заменить и очистить. Для некоторых неводных растворов рекомендуется использовать открытые или муфтовые жидкостные соединения.
При измерении онлайн строго контролируйте скорость потока (ламинарный поток). Избегайте турбулентности.
В качестве растворителя раствора электрода сравнения следует использовать состав измеряемого раствора в качестве растворителя для устранения нестабильного потенциала жидкостного перехода или использовать раствор мостика двойной соли.
После измерения неводного раствора стеклянный рН-электрод часто имеет снижение характеристик отклика. В это время электрод следует очистить чистящим средством, а затем погрузить в 0,1 моль/л HCL на несколько часов, чтобы восстановить электрод.
После измерения раствора, содержащего жир и белок, электрод можно погрузить в смешанный растворитель, содержащий сильный пепсин (Пепсин) НС, на несколько часов, а затем промыть водой.
Для измерения pH неводных сред, подобных воде, таких как тяжелая вода и водно-спиртовые системы, стеклянный электрод может сохранять стабильный потенциал в таких растворителях в течение длительного времени. После погружения электрода в растворитель электрод достигает равновесия, а затем используется стандартный буферный раствор, настроенный в этом растворителе, для калибровки электрода. Значение pH, измеренное этим методом, представляет собой относительное значение pH или кажущееся значение pH.
Для электродов для измерения pH в неводном растворе лучше использовать электрод из литиевого стекла вместо pH-электрода из натриевого стекла (pH-электрод из литиевого стекла имеет синий цвет, а колба pH-электрода из натриевого стекла — белый). Поскольку для стеклянных электродов влага необходима для образования чувствительного к pH «слоя гидратного геля», электродам из литиевого стекла требуется гораздо меньше влаги, чем электродам из натриевого стекла.
При измерении неводных веществ следует использовать pH-метр с большим диапазоном (за пределами полномасштабного диапазона pH14).
