مشکلات موجود در اندازه گیری pH + راه حل

مشکلات ناشی از موارد غیر منتظره هنگام اندازه گیری pH آزمایشگاهی شامل مواردی هستند که در این مقاله قصد داریم شما را با آنها آشنا کنیم. بیایید در ابتدای کار نگاهی به اندازه گیری استاندارد pH بیندازیم و در ادامه، مشکلات اندازه گیری pH و راه حل این مشکلات را با هم بررسی خواهیم کرد…

اندازه گیری استاندارد pH آزمایشگاهی

اندازه‌گیری های آزمایشگاهی بطور کلی به وسیله یک الکترود ترکیبی انجام می‌پذیرد. در اندازه‌ گیری های استاندارد محدوده اندازه‌گیری ما بین pH 2 و pH 12 در دمای C˚ 10 تا 50 ˚C و غلظت یون 4 – 0.5 mol/L است. علاوه بر این سیستم بافر مورد نظر آبی و همگن می‌باشد.

مشکلات اندازه گیری pH

در این بخش، مشکلات موجود در اندازه گیری pH و ویژگی های الکترودهایی که برای حل این قبیل مشکلات توسعه یافته‌اند مورد بحث قرار می‌گیرد. امروزه در بسیاری موارد که pH نمونه‌هایی که با الکترودهای استاندارد قابل اندازه گیری نیستند، با استفاده از الکترودهای اختصاصی اندازه گیری می‌شوند.

• بخوانید: ۲۴ کاربرد جالب اندازه گیری pH

محیط کم یون؛ اولین مشکل اندازه گیری pH

محیط هایی که دارای غلظت یون چند میلی مول یا کمتر باشند، محیط های کم یون نامیده می‌شوند. چنین غلظت‌های کمی منجر به کاهش رسانایی می‌شوند. میزان مقاومت در محل اتصال محیط های رقیق افزایش یافته و این مقاومت گذار، تماس الکترولیت مرجع و محلول اندازه‌گیری را مختل می‌کند که این امر منجر به ایجاد پتانسیل انتشار می‌گردد. علاوه بر این هم زدن و تکان دادن محلول، سیگنال را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

با استفاده از اتصالات زمینی مدور که تماس بهینه الکترولیت مرجع و محلول اندازه‌گیری را فراهم می‌کنند می‌توان مشکلات ناشی از اندازه گیری pH را برطرف نمود.

الکترود ترکیبی با اتصال زمینی مدور

• بخوانید: آموزش اندازه گیری ph | عوامل موثر بر اندازه گیری ph مواد

محلول‌های نیمه آبی یا غیرآبی

در محلول‌های غیرآبی (میزان آب کمتر از 5%) مقادیر pH فقط بصورت نسبی بدست می‌آید. محلول‌های نیمه آبی بطور کلی با کمبود یون مواجه‌اند. اگر در نمونه‌ای بیش از 5% آب موجود باشد، تعاریف کلاسیک اندازه‌گیری pH مورد استفاده قرار گرفته و pH مطلق بدست می‌آید.

تفکیک فاز اغلب در محل تماس الکترولیت و محلول اندازه‌گیری انجام شده و سیگنال ناپایداری بوجود می‌آورد. علاوه براین در محل اتصال، خطر رسوب گذاری نیز وجود دارد. برای مثال رسوب گذاری زمانی رخ می‌دهد که از محلول‌های KCl بعنوان الکترولیت مرجع استفاده شود.

برای به حداقل رساندن مشکلات مربوط به اندازه گیری های pH آزمایشگاهی، الکترولیت و محلول نمونه باید از نظر تحرک و میزان انحلال با یکدیگر مطابقت داشته باشند. این تطابق در نمونه‌های غیرآبی با استفاده از الکترولیت مرجع LiCl در اتانول یا LiCl در اسید استیک حاصل می‌گردد.

محلول‌های غنی از پروتئین

پروتئین‌ها در صورت تماس با الکترولیت مرجع KCl، با غلظت بالایی در محل اتصال رسوب می‌کنند. با استفاده از الکترولیت‌های ویژه می‌توان بر چنین مشکلی غلبه کرد. مشکلات اندازه گیری pH و در این خصوص اتصالات آلوده به پروتئین را می‌توان با فروبردن الکترود به مدت چند ساعت در محلول پپسین HCl پاکسازی کرد.

برخی از انواع محصولات pH متر:

مولتی متر پرتابل مدل Profiline Multi 3320 کمپانی WTW

pH متر قلمی Hanna مدل ۹۸۱۰۰

توربیدیمتر مدل LH-TB 01

pH متر رومیزی مدل ۲۶۰۲

محلول‌های حاوی سولفید

هنگام کار با سیستم مرجع Ag/AgCl الکترولیت مرجع همواره دارای محلول نقره می‌باشد. هنگامی که محلول نقره در محل اتصال با سولفید موجود در محلول تماس پیدا کند، سولفید نقره نامحلول ایجاد می‌شود. سولفید نقره محل اتصال را مسدود کرده و آن را به رنگ سیاه در می آورد. این واکنش منجر به ایجاد سیگنال های آهسته و ناپایدار می‌شود.

بدلیل موانع یون نقره در سیستم مرجع از الکترولیت های بدون Ag/AgCl استفاده می‌شود. مشکلات اندازه گیری pH (در این مورد اتصالات آلوده به سولفید) را می‌توان با فرو بردن الکترود در محلول تیوره HCl تمیز کرد. این محلول، سولفید نقره را از بین می‌برد.

اندازه‌گیری pH با محلول سولفید دار

محلول های حاوی هیدروفلوئوریک اسید

هیدروفلوئوریک اسید با تهاجم شیمیایی به غشاء شیشه ای، حتی در غلظت‌های پایین نیز از ایجاد لایه ژلی جلوگیری می‌کند. این امر منجر به بروز ناپایداری در مقادیر pH شده و طول عمر الکترودها را کاهش می‌دهد. تهاجم اسید هیدروفلوئوریک تنها در مقادیر پایین‌تر از pH 5 رخ می‌دهد.

اندازه‌ گیری pH در غلظت‌های کل فلوراید از (pH 1; 20°C) 0.2 g/L تا (pH 3; 20°C) 1 g/L امکان‌پذیر است. برای انجام چنین اندازه گیری هایی الکترودهای اختصاصی در دسترس می‌باشند. در غلظت‌های بالاتر می‌بایست از الکترودهای آنتیموان (sb) و الکترود مرجع ویژه استفاده نمود.

***

این مقاله کوتاه با این هدف نوشته شد که شما عزیزان با مشکلات احتمالی حین اندازه گیری pH آزمایشگاهی آشنا شوید. تجهیزات آزمایشگاهی آذین در زمینه واردات و فروش تجهیزات و لوازم آزمایشگاهی فعالیت دارد. جهت خرید pH آزمایشگاهی با قیمت مناسب می‌توانید با شماره‌های 02166578892 و 02166572995 تماس حاصل نمایید. همکاران ما در بخش فروش شما را راهنمایی خواهند کرد.