El rango de pH a concentración constante se puede dividir en 3 partes:
Esquema de la dependencia típica E (Volt) – pH para el electrodo selectivo de iones. [ Cita requerida ]
- Realización completa de la función general del electrodo, donde el potencial depende linealmente del pH, realizando un electrodo selectivo de iones para hidronio.
donde F es la constante de Faraday (ver la ecuación de Nernst).
- Rango de error alcalino: a bajas concentraciones de iones de hidrógeno (valores altos de pH), las contribuciones de metales alcalinos interferentes (como Li, Na, K) son comparables con las de los iones de hidrógeno. En esta situación, la dependencia del potencial del pH se vuelve no lineal.
El efecto generalmente se nota a pH> 12 y concentraciones de iones de litio o sodio de 0.1 moles por litro o más. Los iones de potasio generalmente causan menos error que los iones de sodio.
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- Rango de error ácido: a una concentración muy alta de iones de hidrógeno (valores bajos de pH), la dependencia del electrodo sobre el pH se vuelve no lineal y la influencia de los aniones en la solución también se vuelve notable. Estos efectos generalmente se hacen notables a pH <-1. [ Cita requerida ]
Existen diferentes tipos de electrodos de vidrio de pH, algunos de ellos tienen características mejoradas para trabajar en medios alcalinos o ácidos. Pero casi todos los electrodos tienen propiedades suficientes para trabajar en el rango de pH más popular de pH = 2 a pH = 12. Los electrodos especiales deben usarse solo para trabajar en condiciones agresivas.
Existen varias precauciones para realizar una medición de pH más precisa. Para realizar una medición más precisa y precisa, consulte las siguientes descripciones.
1.La medición del pH y la temperatura de la solución.
El valor de pH de una solución tiene las características de temperatura inherentes. Para la medición del pH, la temperatura se controlará con la mayor precisión posible.
* La medición con el baño de temperatura constante y la función de compensación de temperatura *
(1) Use el baño de temperatura constante para realizar los pasos de calibración / medición a la misma temperatura de la solución.
(2) Use la función de compensación de temperatura del medidor durante los pasos de calibración / medición. Sin embargo, si la función de compensación manual de temperatura está equipada, la operación de entrada al medidor está disponible.
* La medición con el baño de temperatura constante *
Después de la calibración en el baño de temperatura constante, mantenga segura la temperatura del baño y la muestra a 25 ℃, y luego realice la medición. En este caso, el temple La compensación de temperatura y la conversión de temperatura no son necesarias
* La medición a temperatura ambiente *
(1) Durante los pasos de calibración / medición, use la función de compensación de temperatura.
(2) Si la función de compensación de temperatura manual está equipada, la operación de entrada al medidor está disponible. Además, durante los pasos de calibración / medición, la solución se controlará a la misma temperatura tanto como sea posible.
2.Precauciones antes de sumergir el electrodo en la muestra
(1) Abra el puerto de llenado de la solución interna para la solución interna del electrodo de referencia.
(2) Rellene la parte de referencia suficientemente con la solución interna.
(3) Cuando haya burbujas en la solución interna, retírelas agitando el electrodo.
(4) Use el electrodo completamente enjuagado.
3.Precauciones después de sumergir el electrodo en la muestra.
(1) La superficie de la solución de KCl debe ser más alta que la superficie de la muestra.
(2) Retire las burbujas si está adherido a la superficie del electrodo.
(3) La posición del sensor de temperatura debe ser inferior a la superficie de la muestra. 4. Acciones para una medición más precisa
(1) Mantenga la temperatura constante de la solución de calibración y la solución de muestra en el baño de temperatura constante (para reducir el error causado por el cambio de temperatura).
(2) Realice la medición en la caja sellada (para evitar la influencia del aire exterior).
(3) Use un recipiente de medición hermético (para evitar la influencia del aire exterior).
(4) Enjuague el recipiente de medición con agua pura y luego enjuáguelo con la muestra nuevamente.
(5) Agite la muestra lentamente durante la medición.
(6) Al medir con el electrodo discreto, coloque el electrodo de referencia más alto que el electrodo de vidrio.
(7) Cuando la capacidad del tampón de la solución de muestra es particularmente baja, realice la medición con un sistema de celda de flujo.
(8) Acondicionamiento anticipado del electrodo (para que el electrodo conozca la muestra).
Es necesario determinar el valor relativo existente entre los dos electrodos de referencia sobre la base de un determinado estándar. Tales valores relativos, que se conocen como los potenciales eléctricos de los electrodos de referencia, se determinan usando un electrodo de hidrógeno estándar (abreviado como SHE o NHE) como el estándar. El potencial eléctrico del SHE se define como 0 mV a 25 ℃ por organizaciones como la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). Se forma un SHE sumergiendo un electrodo platinizado en el ácido clorhídrico obtenido por burbujeo de saturación de gas hidrógeno a 1 atm, dando una actividad media de 1 (aproximadamente 1,2-N HCl).
La siguiente tabla muestra los potenciales eléctricos conocidos para el electrodo de calomel (Hg-Hg2Cl2) y el electrodo de cloruro de plata-plata (Ag-AgCl), que son electrodos de referencia bien conocidos. Estos valores se determinaron en comparación con el potencial eléctrico de un SHE
Temperatura Ag / AgCl / KCl Hg / Hg2Cl2 / KCl
℃ 3.5M-KCl (25 ℃) Estándar 3.5M-KCl (25 ℃) estándar
KCl KCl
10 0.215 0.214 0.256 0.254
15 0.212 0.209 0.254 0.251
20 0.208 0.204 0.252 0.248
25 0.205 0.199 0.250 0.244
30 0.201 0.194 0.248 0.241
35 0.197 0.189 0.246 0238
40 0.193 0.184 0.244 0.234
En los últimos años, el electrodo Hg-Hg2Cl2 rara vez se usa, ya que se evita el uso de mercurio y sus compuestos; el electrodo Ag-AgCl se usa principalmente en su lugar. Los valores en la tabla muestran claramente que los potenciales eléctricos de los electrodos varían según la temperatura y la concentración de la solución de KCl. Para todos nuestros electrodos de referencia, empleamos el electrodo Ag-AgCl con solución de KCl 3.33M, que se satura a 0 ℃. Hacemos esto porque la solución 3.33M de KCl tiene la ventaja de no inducir la saturación de KCl en ningún rango de temperatura de operación por encima de 0 ℃ y no exhibir cambios de concentración distintos a los causados por los cambios en el volumen que acompañan a las variaciones de temperatura. Es decir, el uso de esta solución minimiza el cambio en el potencial eléctrico causado por los cambios en la concentración de KCl que acompañan a las variaciones de temperatura.
El potencial eléctrico del electrodo de hidrógeno estándar Ag-AgCl (SHE) con solución de 3.33M KCl no se muestra en los manuales, etc. Por lo tanto, las investigaciones han realizado sus propias mediciones de los potenciales eléctricos de varios electrodos de 3.33M KCL Ag-AgCl y han obtenido La siguiente fórmula describe su comportamiento.
Los valores medidos se han publicado en forma de documentos de investigación, incluidas las referencias utilizadas para establecer la fórmula anterior.
