Inventario de problemas de medición del medidor de pH.
1. Medición del pH a alta temperatura
La alta temperatura de la solución acuosa generalmente se refiere a más de 60 grados. En estas condiciones, la solución produce un efecto de corrosión especialmente grave en el electrodo de vidrio, especialmente en el rango de pH alcalino. Este efecto de corrosión provoca la posible deriva del electrodo de vidrio y deteriora su rendimiento. .
En tanques de reproducción microbiana en industrias farmacéutica, de fermentación, alimentaria y otras, la medición del pH requiere que el electrodo de vidrio pueda soportar estimulación de alta temperatura a 120-130 grados, es decir, se requiere que el electrodo resista la erosión de la solución de alta temperatura.
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Otro problema que debe resolverse en la medición de altas temperaturas es la estabilidad del electrodo de referencia.
Para evitar la disolución de AgCl a alta temperatura, espese la capa de AgCl, agregue AgCl sólido a la solución del electrodo o use un monocristal de AgCl como electrodo de referencia; el electrodo de referencia también se puede conectar fuera del área de alta temperatura y conectarse a través de un puente salino.
2. Medición del pH a baja temperatura
A baja temperatura, la resistencia interna del electrodo de vidrio aumenta bruscamente, por lo que se debe seleccionar un electrodo de vidrio de pH de baja resistencia interna y se agrega un solvente orgánico a la solución interna del electrodo para reducir el punto de congelación.
3. Medición del pH de soluciones no acuosas.
Las soluciones no acuosas se refieren a soluciones compuestas de disolventes no acuosos, incluidas las soluciones no acuosas puras y las soluciones no acuosas parciales.
Muchos electrolitos, solubles en disolventes orgánicos, también requieren medición del pH. Los disolventes orgánicos de uso común incluyen etanol, glicoles, éteres, amidas, nitrilos, cetonas, etc. Su capacidad para disolver electrolitos está relacionada con su constante dieléctrica ε. Su constante dieléctrica es significativamente diferente de la del agua (agua ε=78.3) y puede ser mayor o menor que la del agua. Por ejemplo, las constantes dieléctricas ε de propanol, etanol, metanol, glicerol, propilenglicol y formamida son 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 y 109,5, respectivamente. Dado que la constante dieléctrica de los disolventes orgánicos es diferente de la del agua, el rango de pH y el punto neutro de cada disolvente son significativamente diferentes de los del agua.
Con el desarrollo de la industria y el progreso de la ciencia y la tecnología, la investigación sobre la medición del valor del pH de soluciones no acuosas se ha llevado a cabo gradualmente. Los más maduros son el agua pesada, el propanol, el etanol, el metanol, el glicerol, el propilenglicol y la formamida.
El agua pura es químicamente neutra y la constante del producto iónico Kw del agua es igual a 10 elevado a la -14ésima potencia a 250 °C. La magnitud del "rango de pH habitual" para soluciones acuosas suele definirse como:
-logKw=14 Por lo tanto, el rango de medición del pH es de 0 a 14.
El punto neutro pHn de una solución acuosa es el valor de pH en el que las concentraciones de H plus y OH- son iguales. pHn=-1/2logKw
El pHn está relacionado con la temperatura, a 250C, pHn=,7.00, a 1000C, pHn=6.13, ver tabla adjunta.
El rango de pH del disolvente Z se define como;
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Rango de pH (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z es el producto iónico de Z (también conocido como número de migración iónica). a 250C
Cuando Z=agua, el rango de pH Kap=10-14es 14pH. pHn=7
Z=acetonitrilo, Kap=10-28 el rango de pH es 28 pH. pHn=14
Z=formamida Kap=10-17el rango de pH es 17 pH. pHn=8.5
Nota: pH=14 en solución acuosa significa el valor de pH en la alcalinidad máxima, y pH=14 en solución de acetonitrilo es solo el punto neutro. Por lo tanto, se debe prestar atención al comparar los valores de pH de diferentes disolventes, es decir, no hay comparabilidad entre los valores de pH de diferentes disolventes.
Precauciones al medir el valor de pH de soluciones no acuosas:
La solución no acuosa tiene mala conductividad y se formará un potencial de unión líquido grande e inestable entre el electrodo de referencia y la solución medida, lo que provocará errores de medición considerables. El electrodo de referencia está lo más cerca posible del electrodo de vidrio de pH, y la penetración de KCL del electrolito del electrodo de referencia debe ser grande (la penetración de KCL del electrolito del electrodo de referencia externo debe ser grande). Lo mejor es utilizar un electrodo compuesto. Debido a la distancia cercana y fija entre el electrodo indicador y el electrodo de referencia en el electrodo compuesto, es beneficioso obtener un potencial estable y repetible en la solución no acuosa, y la celda de medición de pH debe estar bien protegida.
Al medir una emulsión (emulsión) o una solución de aceite, es muy importante seleccionar correctamente el tipo de unión líquida, y la unión líquida es fácil de renovar y limpiar. Se recomienda que las uniones líquidas abiertas o con mangas sean adecuadas para algunas soluciones no acuosas.
Al medir en línea, controle estrictamente el caudal (flujo laminar). Evite las turbulencias.
El disolvente de la solución del electrodo de referencia debe utilizar la composición de la solución medida como disolvente para eliminar el potencial de unión líquida inestable o utilizar una solución de puente de doble sal.
Después de medir la solución no acuosa, el electrodo de vidrio de pH a menudo presenta una disminución en las características de respuesta. En este momento, el electrodo debe limpiarse con un agente de limpieza y luego sumergirse en 0.1 mol/L HCL durante varias horas para restaurar el electrodo.
Después de medir la solución que contiene grasas y proteínas, el electrodo se puede sumergir en un disolvente mixto que contenga pepsina HC fuerte (Pepsin) HC durante varias horas y luego enjuagar con agua.
Para la medición del pH de medios no acuosos similares al agua, como agua pesada y sistemas de agua-alcohol, el electrodo de vidrio puede mantener el potencial estable durante mucho tiempo en dichos disolventes. Después de sumergir el electrodo en el disolvente, el electrodo alcanza el equilibrio y luego utiliza la solución tampón estándar configurada en este disolvente para calibrar el electrodo. El valor de pH medido por este método es un valor de pH relativo o un valor de pH aparente.
Para electrodos de medición de pH de solución no acuosa, es mejor utilizar un electrodo de vidrio de litio en lugar de un electrodo de pH de vidrio de sodio (el electrodo de pH de vidrio de litio es azul y la bombilla del electrodo de pH de vidrio de sodio es blanca). Debido a que para los electrodos de vidrio, la humedad es necesaria para formar una "capa de gel de hidratación" sensible al pH, los electrodos de vidrio de litio requieren mucha menos humedad que los electrodos de vidrio de sodio.
Al realizar mediciones que no sean de agua, se debe utilizar un medidor de pH con un rango amplio (más allá del rango de pH14 de escala completa).
