Какво е рН? РН е латинското съкращение за "Pondus hydrogenii" (Pondus = налягане, водород = водород), което измерва активността на водородните йони в дадено вещество. Тази активност е пряко свързана с киселинния, неутралния и алкалния воден разтвор. Водата е химически неутрална, но не е свободна от йони, дори ако е химически чиста, със следи от дисоциация: Строго погледнато, водородните ядра не съществуват в свободно състояние, докато не бъдат хидратирани.
(H3O +) е еквивалентна на концентрацията на водородния йон (Н +), горната формула може да бъде опростена в следните често използвани форми:
H2O = Н + + ОН
Положителният водороден йон тук, хората в химията се изразяват като "Н + йон" или "водородно ядро". Хидронуклеарните ядра са означени като "хидрорни йони". Отрицателните хидроксидни йони се наричат "хидроксидни йони".
Използвайки закона за масовото действие, може да се намери равновесна константа за дисоциацията на чистата вода:
K = H3O + х OH ---- -H2O
Тъй като само много малко количество вода се дисоциира, моларната маса на водата всъщност е постоянна, а равновесната константа, K, дава продукта, KW, на водата.
KW = KxH2O KW = H3O + · OH- = 10-7 · 10-7 = 10-14 mol / l (25 ° C)
Това означава, че има 10-7 мола H3O + йони и 10-7 мола OH йони за един литър чиста вода при 25 ° С.
При неутрален разтвор концентрацията на водородния йон Н + и хидроксидния йон ОНС е 10-7 mol / l. Като:
Ако има излишък от Н + йони, разтворът е кисел. Киселините са вещества, които правят водородните йони Н + във водния разтвор свободни. По същия начин, ако OH йоните са свободни, тогава разтворът е алкален. Така че, като се има предвид стойността на H +, е достатъчно да се посочи естеството на разтвора, кисел или алкален, за да се избегне използването на молекулната концентрация на отрицателните изчисления, биологът Soernsen (Soernsen) през 1909 г. препоръча това неудобство да се използва. с логаритъм и се определя като "рН". Математическата дефиниция на рН е общият логаритъм на концентрацията на водородни йони. Т.е. рН = -log [Н +].
Следователно стойността на рН е отрицателният логаритъм на основната йонна концентрация:
Промяната на pH от 50 м3 вода изисква 500 литра белина от pH 2 до pH3. Обаче само 50 L белина се изисква от pH 6 до pH 7.
Има много начини за измерване на стойността на рН, основно химически метод за анализ, метод на пръскачката, потенциален метод. По принцип се въвежда потенциометрично рН.
Използваният за потенциален анализ електрод се нарича галванична клетка. Оригиналната батерия е система, чиято роля е да направи химическата реакция енергия в електричество. Напрежението на тази батерия се нарича електромоторна сила (ЕМП). Тази електромоторна сила (EMF) се състои от две половинки, единият от които се нарича индикаторен електрод и чийто потенциал е свързан със специфична йонна активност, като например H +; другата половинка е референтна полуклетъчна клетка, обикновено наричана еталонна електрода, която обикновено е свързана с измервателното решение и свързана с измервателния уред.
Например, един електрод е направен от сребърна жица, вкарана в солен разтвор, съдържащ сребърни йони, образуващи йони на интерфейса между проводника и разтвора, поради различните дейности на сребърните йони в двете фази на метала и солевия разтвор Процесът на зареждане и формирането на определена потенциална разлика. Загубили електронни сребърни йони в разтвора. Този процес в крайна сметка достига баланс, когато не се прилага външен ток за обратно зареждане, т.е. няма текущ поток. Напрежението, което се намира в това състояние на равновесие, се нарича полуклетъчен потенциал или потенциал на електрод. Този (както е описан по-горе) електрод, състоящ се от метал и разтвор, съдържащ метален йон, се нарича първи вид електрод.
Измерването на този потенциал се извършва по отношение на референтния електрод, чийто потенциал е независим от състава на солевия разтвор. Този референтен електрод със собствен потенциал се нарича още втори електрод. За такива електроди металната жица е покрита със слой от слабо разтворима сол на такъв метал (напр. Ag / Agcl) и вкарана в електролитния разтвор, съдържащ аниона на металната сол. Големината на полуклетъчния потенциал или потенциала на електрода в този момент зависи от активността на такива аниони.
Напрежението между тези два електрода следва уравнението на Nernst:
Nernst формула
Къде: Е-потенциала
E0 - стандартно напрежение на електрода
R-газова константа (8.31439 джаула / мол и ° С)
Т-Келвин абсолютна температура (пример: 20 ° C съответства на (273,15 + 20) 293,15 Келвин)
Константата на Ф-Фарадей (96493 банка / еквивалент)
n-валентност на измерения йон (сребро = 1, водород = 1)
ln (aMe) - Логаритъмът на йонната активност aMe
Стандартният водороден електрод е референтната точка за всички потенциални измервания. Стандартният водороден електрод е платинен проводник, електролизиран (покрит) с платинов хлорид и заобиколен от водороден газ (фиксирано налягане от 1013 hPa).
Потопяването на този електрод при 25 ℃ H3O + йонно съдържание от 1mol / l разтвор ще се формира в електрохимичния потенциал на всички потенциални измервания референтен полуклетъчен потенциал или потенциал на електрода. Между тях водородният електрод трудно може да бъде практически използван като референтен електрод, така че като референтен електрод се използва втори тип електрода. Най-честите от тях са електродите от сребърен / сребърен хлорид. Електродът реагира с промени в концентрацията на хлорен йон чрез разтваряне на AgCl.
Електродният потенциал на референтния електрод се стабилизира от наситен резервоар kcl (напр. 3 mol / l kcl). Електролитен разтвор в течна или гел форма е свързан към тествания разтвор през мембраната.
Сребърен електрод и Ag / AgCl референтен електрод могат да бъдат използвани за измерване на съдържанието на сребърни йони в филтърния промивен разтвор, като се използва комбинацията по-горе електроди. Сребърният електрод може също да бъде заменен от платинен или златен електрод за измерване на редокси потенциала. Например: етап на окисляване на метални йони.
Най-често използваният електрод за индикатор на рН е стъклен електрод. Това е крайно издухано стъкло за чувствителни към рН стъклени филми. Тръба, напълнена с наситен разтвор на амониев хлорид 3 mol / l kcl, рН 7. Разликата в потенциалната разлика на разликата в рН, която съществува от двете страни на стъкления филм, се измерва с Ag / AgCl проводяща система,
Като втория електрод, експортирайте. рН композитен електрод и рН твърд електрод,
Тази потенциална разлика следва формулата Nernst:
Nernst формула
E0, R, T (298.15K или 25 ° C) и други стойности в горната формула са:
E = 59.16 mv / 25 ° C на рН (където ln (H3O +) е превърнат в рН)
Където R и F са константи, n е валентността и всеки йон има своята фиксирана стойност. N = 1 за водородни йони. Температурата "Т" като променлива играе важна роля във формулата на Nernst. С увеличаването на температурата потенциалната стойност ще се увеличи.
За всяко увеличение на температурата с 1 ° C ще се получи потенциална промяна от 0,2 mv / рН. Стойността на рН показва промяна на 0.0033 рН на 1 ° С първо 1 рН.
Това означава, че за температурни измервания между 20 ° C и 30 ° C и около 7 pH не е необходимо да се компенсират температурните промени и при приложения с температура> 30 ° C или <20 °="" c="" и="" стойност="" на="" рн="" 8="" или="" 6="" ,="">
Индустриалният pH метър е често използвано промишлено оборудване, използвано основно за точно измерване на стойността на рН на течната среда. Както и монтаж, почистване, анти-намеса и други въпроси, които трябва да се вземат под внимание
Имейл: info@lohand.net
