Věda       Akademon       Vesmír       Osel       AVO       Fyzikální ústav AVČR TOPlist
Laboratorní průvodce - na titulní stranu
Užitečné pomůcky:   Tabulky        Encyklopedie        Nástroje 
Katalog dodavatelů:   Rubriky        Firmy        Zastoupení        Laboratorní přístroje 
Ostatní:       Titulní strana        Zajímavé odkazy        O nás        E-obchody 
Nástěnka : Chlazené laboratorní inkubátory LBT 168,, předváděcí přístroje z výstavy, 100% stav,...
Kalendář : 3.9.17 - 7.9.17: European Corrosion Congress 2017, 20th International...
Reklama
Víte jak pracuje pH metr?

pH metr je běžnou výbavou ve většině laboratoří. Pravděpodobně jej znáte - malý přístroj, měřicí tyčinku (nebo tyčinky) vložíte do roztoku a na displeji se Vám ukáže hodnota pH. Jak to ale přesněji funguje? Pojďme se na to podívat.

Datum: 20.5.2016

měření pH


 

Sdílet na Facebooku   Odeslat na Twitter

pH je hodnota, která ukazuje na kyselost (aciditu) či zásaditost (alkalicitu) roztoku. Čistá destilovaná voda má pH 7. Kyselejší roztoky mají pH menší, zásaditější roztoky naopak hodnotu větší.

Co je vlastně to pH? Můžeme použít anglický název: potential of hydrogen. pH ukazuje na "ochotu" roztoku dodávat vodíkové ionty. Kyseliny dávají vodík s chutí, zásadité roztoky jej naopak odebírají.

pH je samozřejmě jednoznačně definováno: je to záporně vzatý dekadický logaritmus aktivity vodíkových iontů (někdy se také říká oxoniových kationtů, což je H3O+). Záporně vzatý logaritmus - co je to za hrozný výraz? Nemusíte se děsit. Že je záporný, to jen znamená, že nižší pH - tím naopak vyšší aktivita vodíku. A že je to logaritmus - to znamená, že pokrývá hrozně širokou škálu možných koncentrací. Rozdíl 1 v pH znamená, že aktivita vodíku je desetinásobná.

Jaké jsou běžné pH? Kolem té normální 7 je to docela široká škála. Třeba různé čaje běžně pokrývají pH od 5 do 9. pH CocaColy je 2,5. pH mýdla je 10. Ale extrémnější hodnoty už jsou opravdu silné a zdraví nebezpečné. pH kyseliny v baterkách je kolem 1. pH silného louhu sodného je kolem 13. To už jsou žíraviny, které nám můžou při poleptání ublížit.
Znát pH je samozřejmě důležité v laboratořích při přípravách a analýzách roztoků, ale má svůj význam i v běžném životě - pH pitné vody, vody v bazénech, zemědělské půdy, dešťové vody, při vaření piva, při přípravě infúzních roztoků v medicíně a mnoho dalšího.

Jak můžeme měřit pH? Dřív se měřilo jenom pomocí "lakmusových" papírků. Lakmus je barvivo, které mění barvu podle pH. Ale různých podobných barviv je spousta. Papírek se ponořil do roztoku a podle barvy jsme si zjistili pH.

V současnosti se pH měří pomocí přesných voltmetrů, které měří potenciálový rozdíl mezi skleněnou elektrodou a referenční elektrodou. Skleněná elektroda je uvnitř vyplněna nějakým roztokem s pevně daným pH (tzv. pufrem). Referenční elektroda je elektroda z vodivého materiálu, který však nemění svůj potenciál při změně pH (např. kalomel). Pro přesná měření tedy musíme používat dvě elektrody - skleněnou s pufrem uvnitř a referenční.


Jak se však pH projeví na změně napětí? Naštěstí zde existuje přímočarý vztah, který určuje tzv. Nernstova rovnice. Nebudeme si ji zde ukazovat, protože je příliš složitá, ale výsledkem je, že při změně pH o jedničku - tedy změna koncentrace vodíkových iontů desetinásobná - se změní potenciál na elektrodě asi o 59 mV. A tohle již dokážeme pomocí voltmetru změřit.
Ještě, že Nernstova rovnice existuje - dovedete si představit, jak jinak bychom měřili rozdíl mezi pH 1 a pH 13, kde je rozdíl v koncentraci 12 řádů, tedy milion milionů?
Voltmetr na měření pH nemůže však být nějaký jednoduchý přístroj, ale musí mít velice vysoký vstupní odpor, aby neovlivňoval výsledky měření. Moderní přístroje mají vstupní odpor více než 10exp14 ohmů, což už není tak snadné dosáhnout. Ale díky tomu se dá pH měřit s přesností na jednotky až desetiny procenta.

Co je dobré vědět je, že Nernstova rovnice má jako jeden z parametrů také teplotu a to je důležité: naměřený potenciál způsobený pH tedy závisí na teplotě. Díky tomu musí mít kvalitnější přístroje i teplotní sondu, aby tako dokázaly vliv teploty na zobrazenou hodnotu pH kompenzovat.

Jak si pH metr nakalibrujeme, aby ukazoval to, co má? Faktem je, že s časem obě měřicí elektrody stárnou a usazují se na nich různé nečistoty. Čas od času je tedy nutné pH metr nakalibrovat.
Dělá se to tak, že si pořídíme dva standardní roztoky (pufry), obvykle s pH 10(nebo 7) a 4. Pak změříme pH obou roztoků, vezmeme v potaz i vliv teploty a podle manuálu přiloženého k přístroji jej nastavíme - nastavíme jej tak, aby ukazoval správné absolutní hodnoty, aby měl správnou linearitu a aby správně kompenzoval teplotu. Toto je ale přístroj od přístroje jiné.
Reklama

Jak zacházet s elektrodami? Rozhodně se jich nedotýkejme. Za ideálních podmínek by elektrody měly být uchovávány ve vlhkém prostředí, ale neznamená to jednoznačně, že v destilované vodě. Pro každý typ elektrody je vhodnější jiný roztok.
Po skončení měření by měly být elektrody pouze opláchnuty (ne otírány) ve vhodném roztoku. Pro normální podmínky stačí opláchnutí destilovanou vodou, ale pro extra přesná zařízení výrobci dodávají celé návody, v jakých roztocích elektrody opláchnout po určitém měření.

Vezměte tedy v úvahu, jaký pH-metr máte. Pokud máte jednoduchý trubičkový přístroj měřící s přesností na procenta, tak se nemusíte trápit - elektrod se nedotýkejte, opláchněte je po měření destilovanou vodou a pouze jednou za pár let jej nakalibrujte.
Pokud máte ale přesný přístroj se dvěma elektrodami a přesností lepší než 1 procento, tak se řiďte doporučeními výrobce. Univerzální rada není.


Jako zdroj informací byla použita převážně Wikipedie.

RNDr. Mojmír Adamec
Hledání:
 
(fulltextové vyhledávání na stránkách tohoto serveru)

Reklama

Reklama