Μήνυμα

Μια ταινία μέτρησης βυθίζεται σύντομα, αλλάζει χρώμα και δίνει αποτέλεσμα μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Αυτό ακούγεται απλό. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος δεν είναι κατάλληλη για κάθε εργασία. Όποιος θέλει απλώς να μάθει αν ένα διάλυμα καθαρισμού είναι όξινο ή αλκαλικό, χρειάζεται διαφορετική ακρίβεια μέτρησης από ένα εργαστήριο που πρέπει να τεκμηριώσει την τιμή pH ενός δείγματος ή να ελέγξει μια διαδικασία.

Διατίθενται μεταξύ άλλων ταινίες μέτρησης pH, χαρτιά δείκτη, υγροί δείκτες οξέος-βάσης και ηλεκτρονικά πεχάμετρα. Κάθε μέθοδος έχει το δικό της εύρος μέτρησης, τυπικές πηγές σφαλμάτων και λογικές εφαρμογές.

Αυτός ο οδηγός σας βοηθά να επιλέξετε την κατάλληλη μέθοδο και να προσδιορίσετε τις τιμές pH με μεγαλύτερη αξιοπιστία.

Τι δείχνει η τιμή pH;

Η τιμή pH περιγράφει αν ένα υδατικό διάλυμα είναι όξινο, ουδέτερο ή αλκαλικό.

Απλοποιημένα ισχύει:

• Μια τιμή pH κάτω από 7 υποδηλώνει ένα όξινο διάλυμα.
• Μια τιμή pH περίπου 7 θεωρείται ουδέτερη σε θερμοκρασία δωματίου.
• Μια τιμή pH πάνω από 7 υποδηλώνει ένα αλκαλικό ή βασικό διάλυμα.

Η γνωστή κλίμακα από 0 έως 14 αποτελεί για πολλά υδατικά διαλύματα έναν πρακτικό προσανατολισμό. Δεν πρέπει ωστόσο να εκλαμβάνεται ως άκαμπτο όριο. Υπό ορισμένες συνθήκες μπορεί να εμφανιστούν τιμές και εκτός αυτού του εύρους.

Η τιμή pH είναι λογαριθμική. Μια μεταβολή κατά μία μονάδα pH αντιστοιχεί επομένως όχι σε μια μικρή γραμμική αλλαγή. Μεταξύ pH 3 και pH 4, για παράδειγμα, υπάρχει δεκαπλάσια διαφορά στην αντίστοιχη ενεργότητα ιόντων υδρογόνου.

Στην πρακτική τεχνική μέτρησης, η τιμή pH προσδιορίζεται με βαθμονομημένες διαδικασίες και διαλύματα ρυθμιστικών αναφοράς. Η Φυσικο-Τεχνική Ομοσπονδιακή Υπηρεσία χρησιμοποιεί πρωτεύοντα ρυθμιστικά διαλύματα αναφοράς σύμφωνα με διεθνώς εναρμονισμένες μεθόδους μέτρησης.

Ποιες μέθοδοι μέτρησης pH υπάρχουν;

Η κατάλληλη μέθοδος μέτρησης εξαρτάται από το πόσο ακριβές πρέπει να είναι το αποτέλεσμα και υπό ποιες συνθήκες γίνεται η μέτρηση.

Οι συχνότερες μέθοδοι περιλαμβάνουν:

Ταινίες δοκιμής pH

Παρέχουν μέσω αλλαγής χρώματος μια κατά προσέγγιση περιοχή pH. Το χρώμα συγκρίνεται με μια τυπωμένη κλίμακα αναφοράς.

Καθολικό χαρτί δεικτών

Καλύπτει συνήθως ένα ευρύ φάσμα pH και είναι κατάλληλο για γρήγορο προσανατολισμό.

Χαρτί δείκτη με στενό εύρος μέτρησης

Αυτό το χαρτί καλύπτει μόνο ένα περιορισμένο εύρος pH, αλλά εντός αυτού του εύρους μπορεί να επιτρέψει μια λεπτότερη διαβάθμιση.

Υγροί δείκτες

Ορισμένες χρωστικές αλλάζουν χρώμα εντός μιας χαρακτηριστικής περιοχής μεταβολής. Χρησιμοποιούνται μεταξύ άλλων σε αντιδράσεις οξέος-βάσης και τιτλοδοτήσεις.

Ηλεκτρονικά πεχάμετρα

Ένα πεχάμετρο μετρά το ηλεκτρικό δυναμικό ενός ηλεκτροδίου και το μετατρέπει σε τιμή pH. Στην πράξη, χρησιμοποιούνται συχνά γυάλινα ηλεκτρόδια, τα οποία πρέπει να βαθμονομούνται πριν από τη μέτρηση με διαλύματα ρυθμιστικών αναφοράς.

Ταινίες μέτρησης pH και χαρτί δείκτη

Οι ταινίες μέτρησης pH είναι από τις απλούστερες μεθόδους για τον προσδιορισμό της κατά προσέγγιση τιμής pH ενός διαλύματος.

Η εφαρμογή είναι γρήγορη:

1. Βρέξτε σύντομα την ταινία μέτρησης με το δείγμα.
2. Αποτινάξτε ή αφήστε το υπερβολικό υγρό να στραγγίσει.
3. Περιμένετε τον προβλεπόμενο χρόνο αντίδρασης.
4. Συγκρίνετε το χρώμα με την κλίμακα αναφοράς.

Το αποτέλεσμα είναι συνήθως μια οπτική εκτίμηση και όχι μια υψηλής ακρίβειας μετρημένη τιμή.

Πλεονεκτήματα των ταινιών μέτρησης pH

• γρήγορη χρήση,
• δεν απαιτείται ηλεκτρονική συσκευή μέτρησης,
• εύκολη μεταφορά,
• μικρή προετοιμασία,
• κατάλληλο για μεμονωμένες μετρήσεις και ενδεικτικούς ελέγχους,
• δεν απαιτείται βαθμονόμηση.

Μειονεκτήματα των ταινιών μέτρησης pH

• περιορισμένη ακρίβεια ανάγνωσης,
• υποκειμενική αντίληψη χρώματος,
• δύσκολη αξιολόγηση σε χρωματισμένα ή θολά δείγματα,
• πιθανή επίδραση από ισχυρά οξειδωτικά μέσα ή άλλα δραστικά συστατικά,
• συχνά μόνο χονδρικές διαβαθμίσεις,
• εξαρτάται από τη σωστή αποθήκευση και τη διάρκεια ζωής.

Καθολικό χαρτί δεικτών

Το καθολικό χαρτί δεικτών καλύπτει ένα ευρύ φάσμα, για παράδειγμα pH 1 έως 14. Είναι χρήσιμο όταν η αναμενόμενη τιμή pH δεν είναι ακόμη γνωστή.

Το ευρύ εύρος μέτρησης έχει ωστόσο ένα μειονέκτημα: Τα μεμονωμένα στάδια χρωμάτων απέχουν συχνά σχετικά πολύ μεταξύ τους. Αυτό είναι επαρκές για μια πρώτη κατάταξη. Για ακριβή έλεγχο διαδικασίας συνήθως όχι.

Χαρτί δείκτη με στενό εύρος μέτρησης

Εάν η κατά προσέγγιση τιμή pH είναι ήδη γνωστή, ένα στενό εύρος μέτρησης μπορεί να είναι πλεονεκτικό.

Ένα χαρτί για παράδειγμα pH 4,0 έως 7,0 επιτρέπει συνήθως λεπτότερη ανάγνωση εντός αυτής της περιοχής από ένα καθολικό χαρτί pH 1 έως 14.

Η διαδικασία μπορεί επομένως να είναι δύο σταδίων:

1. Αρχικά, προσδιορίστε την κατά προσέγγιση περιοχή με καθολικό χαρτί δεικτών.
2. Στη συνέχεια, μετρήστε ξανά με χαρτί δείκτη πιο λεπτής βαθμονόμησης.

Υγροί δείκτες pH

Οι υγροί δείκτες είναι χημικές χρωστικές ουσίες των οποίων το χρώμα αλλάζει ανάλογα με το pH.

Γνωστά παραδείγματα είναι:

• Φαινολοφθαλεΐνη,
• Μεθυλοπορτοκαλί,
• Μεθυλερυθρό,
• Βρωμοθυμολικό μπλε,
• Βρωμοκρεσόλη πράσινο,
• Λακκούλα,
• Θυμολοκυανούν.

Κάθε δείκτης έχει μια συγκεκριμένη περιοχή αλλαγής χρώματος. Επομένως, δεν εμφανίζει ομοιόμορφα ολόκληρο το εύρος pH.

Παράδειγμα: Φαινολοφθαλεΐνη

Η φαινολοφθαλεΐνη είναι άχρωμη σε όξινο και ασθενώς ουδέτερο περιβάλλον. Στην αλκαλική περιοχή αναπτύσσει ροζ έως έντονο ροζ χρωματισμό.

Επομένως, δεν είναι κατάλληλο για ακριβή μέτρηση οποιασδήποτε τιμής pH. Δείχνει μάλλον αν ένα διάλυμα έχει φτάσει στη χαρακτηριστική περιοχή αλλαγής χρώματος.

Παράδειγμα: Μεθυλοπορτοκαλί

Το μεθυλοπορτοκαλί αλλάζει χρώμα στην όξινη περιοχή. Χρησιμοποιείται μεταξύ άλλων σε ορισμένες τιτλοδοτήσεις οξέος-βάσης.

Σε τι χρησιμεύουν οι υγροί δείκτες;

• επίδειξη αντιδράσεων οξέος-βάσης,
• τιτλοδοτήσεις,
• έλεγχος αν επιτεύχθηκε ένα καθορισμένο σημείο αλλαγής χρώματος,
• ποιοτική κατάταξη ενός διαλύματος,
• Εκπαίδευση και εργαστηριακή διδασκαλία.

Πού βρίσκονται τα όρια;

Ένας μεμονωμένος δείκτης συνήθως δεν παρέχει ακριβή τιμή pH. Απλώς δείχνει αν το δείγμα βρίσκεται εντός, κάτω ή πάνω από την περιοχή αλλαγής χρώματός του.

Ακόμα και το ίδιο το χρώμα του δείγματος μπορεί να δυσχεράνει την αξιολόγηση. Σε έντονα χρωματισμένα, θολά ή φθορίζοντα υγρά, η αλλαγή χρώματος μπορεί να είναι σχεδόν αδιόρατη.

pH-μετρο και γυάλινο ηλεκτρόδιο

Ένα ηλεκτρονικό pH-μετρο είναι η προτιμώμενη μέθοδος όταν απαιτείται μια συγκεκριμένη αριθμητική τιμή.

Η συσκευή συνήθως αποτελείται από:

• μια συσκευή μέτρησης,
• ένα ηλεκτρόδιο pH,
• συχνά έναν αισθητήρα θερμοκρασίας,
• Διαλύματα βαθμονόμησης ή ρυθμιστικά διαλύματα.

Το ηλεκτρόδιο παράγει ένα ηλεκτρικό δυναμικό ανάλογα με τη δραστηριότητα ιόντων υδρογόνου του δείγματος. Η συσκευή μέτρησης επεξεργάζεται αυτό το σήμα και εμφανίζει την υπολογιζόμενη τιμή pH.

Πλεονεκτήματα ενός pH-μέτρου

• υψηλότερη ανάλυση από ότι στις ταινίες δοκιμής,
• αριθμητική τιμή μέτρησης,
• καταλληλότερο για επαναλαμβανόμενους ελέγχους,
• τα αποτελέσματα μπορούν να τεκμηριωθούν και να συγκριθούν,
• κατάλληλο για παρακολούθηση διεργασιών και εργαστηριακή ανάλυση,
• ανάλογα με τη συσκευή, είναι δυνατή η αυτόματη αντιστάθμιση θερμοκρασίας.

Μειονεκτήματα ενός pH-μέτρου

• απαραίτητη η τακτική βαθμονόμηση,
• το ηλεκτρόδιο χρειάζεται φροντίδα και κατάλληλη αποθήκευση,
• υψηλότερο κόστος αγοράς,
• ευαίσθητο στη μόλυνση και την ξήρανση,
• δεν είναι κάθε ηλεκτρόδιο κατάλληλο για κάθε δείγμα,
• Πιθανά σφάλματα μέτρησης λόγω λανθασμένης θερμοκρασίας ή ανεπαρκούς σταθεροποίησης.

Γιατί πρέπει να βαθμονομείται ένα pH-μετρο;

Οι ιδιότητες ενός ηλεκτροδίου αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Οι εναποθέσεις, η γήρανση, η αποθήκευση και η θερμοκρασία μπορούν να επηρεάσουν το αποτέλεσμα της μέτρησης.

Επομένως, η συσκευή βαθμονομείται με ρυθμιστικά διαλύματα γνωστών τιμών pH. Η PTB επισημαίνει ότι τα εμπορικά pH-μετρητά στην πράξη πρέπει να βαθμονομούνται με διαλύματα αναφοράς.

Για πολλές εφαρμογές χρησιμοποιείται τουλάχιστον μια βαθμονόμηση δύο σημείων. Επιλέγονται δύο ρυθμιστικά διαλύματα, μεταξύ των οποίων βρίσκεται η αναμενόμενη τιμή μέτρησης.

Παραδείγματα:

• Όξινο δείγμα: ρυθμιστικό διάλυμα pH 4 και pH 7,
• Αλκαλικό δείγμα: ρυθμιστικό διάλυμα pH 7 και pH 10,
• Άγνωστο δείγμα: πρώτα μετρήστε προσανατολιστικά και στη συνέχεια επιλέξτε κατάλληλα σημεία βαθμονόμησης.

Οι συγκεκριμένες τιμές βαθμονόμησης εξαρτώνται από τη συσκευή, τη μέθοδο και την απαιτούμενη ακρίβεια.

Ταινίες δοκιμής ή pH-μετρο: η άμεση σύγκριση

Ταινίες δοκιμής pH

Αποτέλεσμα: κατά προσέγγιση εύρος pH
Ακρίβεια: χαμηλή έως μεσαία
Προσπάθεια: πολύ χαμηλή
Βαθμονόμηση: δεν απαιτείται
Κόστος: χαμηλό
Κατάλληλο για: γρήγορο προσανατολισμό και απλούς ελέγχους

Χαρτί δείκτη με στενό εύρος μέτρησης

Αποτέλεσμα: στενότερο εύρος pH
Ακρίβεια: καλύτερη από το ευρύ χαρτί γενικής χρήσης, αλλά ακόμα οπτική
Προσπάθεια: χαμηλή
Βαθμονόμηση: δεν απαιτείται
Κόστος: χαμηλό
Κατάλληλο για: γνωστές περιοχές μέτρησης και γρήγορους συγκριτικούς ελέγχους

Υγρός δείκτης

Αποτέλεσμα: αλλαγή χρώματος εντός συγκεκριμένου εύρους
Ακρίβεια: εξαρτάται από τον δείκτη και το δείγμα
Προσπάθεια: χαμηλή έως μεσαία
Βαθμονόμηση: δεν απαιτείται
Κόστος: χαμηλό έως μέτριο
Κατάλληλο για: ογκομετρήσεις, έλεγχο αντίδρασης και επιδείξεις

pH-μετρο

Αποτέλεσμα: αριθμητική τιμή μέτρησης
Ακρίβεια: σημαντικά υψηλότερη με σωστή βαθμονόμηση
Προσπάθεια: μέτρια
Βαθμονόμηση: απαιτείται τακτικά
Κόστος: υψηλότερο
Κατάλληλο για: Εργαστήριο, ποιοτικό έλεγχο, τεκμηρίωση και παρακολούθηση διαδικασίας

Ποια μέθοδος είναι κατάλληλη για ποια εφαρμογή;

Γρήγορος έλεγχος ενός διαλύματος καθαρισμού

Για τη γρήγορη ταξινόμηση „όξινο, ουδέτερο ή αλκαλικό“ συνήθως αρκεί ένα χαρτί γενικού δείκτη.

Εάν πρέπει να ελεγχθεί αν το διάλυμα βρίσκεται εντός μιας στενότερης περιοχής στόχου, ένα κατάλληλα βαθμονομημένο χαρτί δείκτη είναι πιο λογικό.

Έλεγχος νερού

Για έναν ενδεικτικό έλεγχο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί χαρτί δείκτη.

Όποιος θέλει να τεκμηριώνει τακτικά τις αλλαγές, να αναγνωρίζει μικρές διαφορές ή να παρακολουθεί μια διαδικασία, θα πρέπει να χρησιμοποιεί ένα βαθμονομημένο pH-μετρο. Σε επαγγελματικές μετρήσεις σε δείγματα νερού, πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη η δειγματοληψία, η θερμοκρασία, η βαθμονόμηση και ο χρόνος μέτρησης.

Έδαφος και υποστρώματα

Μια ταινία μέτρησης δεν πρέπει απλώς να πιέζεται απευθείας σε ξηρό έδαφος. Συνήθως, παρασκευάζεται πρώτα ένα εναιώρημα ή ένα εκχύλισμα σύμφωνα με μια καθορισμένη μέθοδο.

Το αποτέλεσμα εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από:

• της αναλογίας μεταξύ δείγματος και υγρού,
• του χρησιμοποιούμενου υγρού,
• του χρόνου αναμονής,
• της ομογενοποίησης,
• της θερμοκρασίας.

Όποιος θέλει να συγκρίνει μετρήσεις, πρέπει να χρησιμοποιεί την ίδια διαδικασία σε κάθε μέτρηση.

Ογκομετρήσεις

Για μια απλή ογκομέτρηση οξέος-βάσης, ένας κατάλληλος χρωματικός δείκτης μπορεί να είναι αρκετός. Το σημαντικό είναι η περιοχή μετατροπής του να ταιριάζει με την αναμενόμενη περιοχή ισοδυναμίας της αντίδρασης.

Σε χρωματισμένα δείγματα, αυτοματοποιημένες διαδικασίες ή υψηλότερες απαιτήσεις ακρίβειας, ένας ποτενσιομετρικός προσδιορισμός με ηλεκτρόδιο μπορεί να είναι καταλληλότερος.

Ποιοτικός έλεγχος και παραγωγή

Μόλις τα pH τεκμηριώνονται, συγκρίνονται μεταξύ παρτίδων ή χρησιμοποιούνται ως κριτήριο αποδέσμευσης, ένα pH-μετρο είναι συνήθως η καλύτερη επιλογή.

Επιπλέον, θα πρέπει να καθοριστούν:

• Συχνότητα βαθμονόμησης,
• Επιτρεπόμενα ρυθμιστικά διαλύματα,
• Θερμοκρασία μέτρησης,
• Χρόνος αναμονής έως τη σταθερή μέτρηση,
• Διαδικασία καθαρισμού,
• Τεκμηρίωση,
• Όρια αποδοχής.

Σχολείο, εκπαίδευση και επίδειξη

Για ορατές αντιδράσεις οξέος-βάσης, τα υγρά αντιδραστήρια είναι ιδιαίτερα κατάλληλα. Το χαρτί γενικού δείκτη επιτρέπει επιπλέον μια γρήγορη ταξινόμηση πολλών δειγμάτων.

Σωστή μέτρηση pH: Βήμα προς βήμα

Η ακριβής διαδικασία εξαρτάται από την επιλεγμένη μέθοδο.

Μέτρηση με ταινίες μέτρησης pH

1. Επιλογή κατάλληλου εύρους μέτρησης

Χρησιμοποιήστε χαρτί γενικής χρήσης όταν το εύρος pH είναι άγνωστο.

Εάν η κατά προσέγγιση τιμή είναι γνωστή, επιλέξτε ένα χαρτί με στενότερο εύρος μέτρησης.

2. Χρήση καθαρού δοχείου δείγματος

Πάρτε μια μικρή ποσότητα δείγματος σε ένα καθαρό δοχείο. Έτσι αποφεύγεται η μόλυνση ολόκληρου του προϊόντος από την ταινία μέτρησης.

3. Σωστή διαβροχή της ταινίας

Ανάλογα με τις οδηγίες του κατασκευαστή, η ταινία:

• βυθίζεται σύντομα,
• διαβρέχεται με μια σταγόνα,
• ή έρχεται σε επαφή με καθαρή γυάλινη ράβδο.

Οι οδηγίες χρήσης του εκάστοτε προϊόντος έχουν προτεραιότητα.

4. Προσοχή στον χρόνο αντίδρασης

Μην διαβάζετε το αποτέλεσμα αμέσως ούτε μετά από αρκετά λεπτά. Ο σωστός χρόνος αναμονής αναφέρεται στις οδηγίες του προϊόντος.

5. Σύγκριση χρώματος σε κατάλληλο φως

Χρησιμοποιήστε όσο το δυνατόν πιο ουδέτερο, φωτεινό φως. Ο έγχρωμος φωτισμός μπορεί να αλλάξει την αντίληψη.

6. Καταγραφή αποτελέσματος ως εύρος

Ένα ταινιόμετρο συχνά δεν δίνει μια ακριβή μεμονωμένη τιμή. Επομένως, καταγράψτε π.χ. «pH περίπου 6–7» αντί για «pH 6,4», εάν η κλίμακα δεν επιτρέπει αυτή την ακρίβεια.

Μέτρηση με ένα πεχάμετρο

1. Έλεγχος του ηλεκτροδίου

Ελέγξτε:

• Είναι καθαρό το ηλεκτρόδιο;
• Έχει αποθηκευτεί σωστά;
• Έχει στεγνώσει;
• Υπάρχουν ορατές ζημιές;
• Υπάρχει επαρκής ποσότητα ηλεκτρολύτη, εφόσον το μοντέλο είναι επαναπληρώσιμο;

2. Προετοιμασία κατάλληλων ρυθμιστικών διαλυμάτων

Επιλέξτε ρυθμιστικά διαλύματα βαθμονόμησης που καλύπτουν το αναμενόμενο εύρος μέτρησης.

Τα μολυσμένα ρυθμιστικά διαλύματα μπορούν να αλλοιώσουν ολόκληρη τη βαθμονόμηση. Μην ρίχνετε τα χρησιμοποιημένα ρυθμιστικά πίσω στο μπουκάλι αποθήκευσης.

3. Βαθμονόμηση της συσκευής

Ξεπλύνετε το ηλεκτρόδιο μεταξύ των ρυθμιστικών διαλυμάτων με κατάλληλο νερό και σκουπίστε το απαλά. Το έντονο τρίψιμο μπορεί να επηρεάσει ηλεκτροστατικά ή να καταστρέψει το ηλεκτρόδιο.

4. Λαμβάνουμε υπόψη τη θερμοκρασία

Τα ρυθμιστικά διαλύματα και το δείγμα θα πρέπει να μετρώνται σε συγκρίσιμες θερμοκρασίες. Η θερμοκρασία επηρεάζει τόσο το ηλεκτρόδιο όσο και την πραγματική τιμή pH του διαλύματος.

Μια δημοσίευση της PTB επισημαίνει ότι η βαθμονόμηση και η επακόλουθη μέτρηση pH θα πρέπει να γίνονται στην ίδια θερμοκρασία για τη μείωση αποκλίσεων λόγω θερμοκρασίας.

5. Βύθιση του ηλεκτροδίου στο δείγμα

Η ευαίσθητη επιφάνεια μέτρησης πρέπει να καλύπτεται επαρκώς. Το ηλεκτρόδιο δεν πρέπει να χτυπάει στον πυθμένα του δοχείου.

6. Προσεκτική μετακίνηση του δείγματος

Η ελαφριά ανάδευση μπορεί να βοηθήσει στην επίτευξη ομοιόμορφης μέτρησης. Η υπερβολική ανάδευση μπορεί να εισάγει αέρα ή να αλλάξει τη σύνθεση ευαίσθητων δειγμάτων.

7. Αναμονή σταθερής μέτρησης

Μην διαβάζετε την πρώτη ένδειξη. Περιμένετε μέχρι να σταθεροποιηθεί η ένδειξη ή η συσκευή να σηματοδοτήσει ένα σταθερό τελικό σημείο.

8. Καθαρισμός και σωστή φύλαξη του ηλεκτροδίου

Μετά τη μέτρηση, το ηλεκτρόδιο ξεπλένεται σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή και αποθηκεύεται στο προβλεπόμενο διάλυμα φύλαξης.

Ένα κλασικό γυάλινο ηλεκτρόδιο δεν θα πρέπει κανονικά να φυλάσσεται μόνιμα σε απεσταγμένο ή απιονισμένο νερό, εκτός εάν ο κατασκευαστής ορίζει διαφορετικά.

Γιατί είναι σημαντικές η θερμοκρασία και η βαθμονόμηση

Η θερμοκρασία συχνά υποτιμάται στη μέτρηση pH.

Μπορεί να προκαλέσει δύο διαφορετικά αποτελέσματα:

1. Η ηλεκτρική συμπεριφορά του ηλεκτροδίου μεταβάλλεται.
2. Η πραγματική τιμή pH του δείγματος μπορεί να μεταβληθεί με τη θερμοκρασία.

Μια αυτόματη αντιστάθμιση θερμοκρασίας αντισταθμίζει κυρίως την εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία απόκριση του ηλεκτροδίου. Δεν σημαίνει αυτόματα ότι μια τιμή που μετρήθηκε στους 10 °C μπορεί να εξισωθεί άμεσα με μια τιμή που μετρήθηκε στους 30 °C.

Τα ρυθμιστικά διαλύματα αναφοράς έχουν επομένως εξαρτώμενες από τη θερμοκρασία ονομαστικές τιμές. Για μια αναπαραγώγιμη μέτρηση, τα ρυθμιστικά διαλύματα, το δείγμα και η συσκευή θα πρέπει να έχουν επαρκή θερμοκρασιακή εξισορρόπηση. Οι επίσημες μετρήσεις αναφοράς της PTB πραγματοποιούνται σε καθορισμένες περιοχές θερμοκρασίας.

Τυπικά σφάλματα στη μέτρηση pH

Χρήση πολύ ευρέως εύρους μέτρησης

Όποιος αναμένει μια τιμή γύρω στο pH 6, με ένα χαρτί μέτρησης από pH 1 έως 14 μπορεί να λάβει μόνο μια πρόχειρη κατάταξη.

Ένα στενότερο εύρος μέτρησης παρέχει συνήθως μια καλύτερα διακριτή κλίμακα χρωμάτων.

Οπτική μέτρηση χρωματισμένων δειγμάτων

Σε σκούρους χυμούς, διαλύματα βαφών ή θολές αιωρήσεις, το ίδιο χρώμα μπορεί να καλύψει τον δείκτη.

Ένα pH-μετρο μπορεί να είναι πιο κατάλληλο εδώ, εφόσον το ηλεκτρόδιο είναι κατάλληλο για το δείγμα.

Βύθιση της ταινίας μέτρησης απευθείας στο δοχείο αποθήκευσης

Έτσι, μπορούν να εισέλθουν στο προϊόν δείκτες ή ρύποι.

Καλύτερα είναι να λάβετε ένα μικρό δείγμα σε ξεχωριστό δοχείο.

Χρήση βρώμικου ηλεκτροδίου

Λάδια, πρωτεΐνες, άλατα ή στερεά υπολείμματα μπορούν να παρατείνουν τον χρόνο απόκρισης και να μεταβάλουν το αποτέλεσμα.

Ο καθαρισμός πρέπει να ταιριάζει με τον τύπο της ρύπανσης και το χρησιμοποιούμενο ηλεκτρόδιο.

Μη ξέπλυμα του ηλεκτροδίου μεταξύ δειγμάτων

Υπολείμματα του προηγούμενου δείγματος αλλοιώνουν την επόμενη μέτρηση. Αυτό είναι ιδιαίτερα κρίσιμο σε ισχυρά όξινα, αλκαλικά ή ρυθμισμένα διαλύματα.

Βαθμονόμηση με ακατάλληλα ή παλιά ρυθμιστικά διαλύματα

Ανοικτά, μολυσμένα ή λανθασμένα αποθηκευμένα ρυθμιστικά διαλύματα μπορεί να αλλάξουν την ονομαστική τους τιμή.

Προσέξτε τη διάρκεια ζωής, τη θερμοκρασία αποθήκευσης και τις οδηγίες του κατασκευαστή.

Λανθασμένη επιλογή σημείων βαθμονόμησης

Όποιος περιμένει ένα αλκαλικό δείγμα, αλλά βαθμονομεί αποκλειστικά στην όξινη περιοχή, λειτουργεί εκτός της λογικά καλυπτόμενης περιοχής.

Τα ρυθμιστικά διαλύματα θα πρέπει να καλύπτουν όσο το δυνατόν περισσότερο την αναμενόμενη τιμή μέτρησης.

Αποδοχή της πρώτης ένδειξης

Τα ηλεκτρόδια χρειάζονται χρόνο για να προσαρμοστούν στο δείγμα. Σε χαμηλή θερμοκρασία, χαμηλή αγωγιμότητα ή βρώμικο ηλεκτρόδιο, η σταθεροποίηση μπορεί να διαρκέσει περισσότερο.

Αναφορά αποτελεσμάτων μέτρησης με πάρα πολλά δεκαδικά ψηφία

Μια ένδειξη 7,00 δεν σημαίνει αυτόματα ότι ολόκληρη η διαδικασία μέτρησης επιτυγχάνει ακρίβεια ±0,01 pH.

Στην πραγματική ποιότητα μέτρησης περιλαμβάνονται επίσης:

• Βαθμονόμηση,
• Κατάσταση του ηλεκτροδίου,
• Ποιότητα των ρυθμιστικών διαλυμάτων,
• θερμοκρασία,
• Προετοιμασία δείγματος,
• Επαναληψιμότητα.

Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης άμεσα

Μια τιμή ταινίας δοκιμής και μια τιμή που προσδιορίζεται οργανικά μπορεί να διαφέρουν μεταξύ τους. Αυτό δεν σημαίνει αυτόματα ότι ένα από τα αποτελέσματα είναι λανθασμένο. Και οι δύο μέθοδοι έχουν διαφορετική ανάλυση και πηγές σφαλμάτων.

Ασφάλεια κατά τον χειρισμό όξινων και αλκαλικών διαλυμάτων

Μια ουδέτερη ή ελαφρώς αποκλίνουσα τιμή pH δεν σημαίνει αυτόματα ότι ένα δείγμα είναι ακίνδυνο. Αντίστροφα, η επικινδυνότητα ενός προϊόντος δεν μπορεί να εξαχθεί μόνο από την τιμή pH.

Περαιτέρω σχετικοί παράγοντες είναι:

• συγκέντρωση,
• χημική σύνθεση,
• οξειδωτική δράση,
• τοξικότητα,
• θερμοκρασία,
• αντιδραστικότητα,
• χρησιμοποιούμενη ποσότητα,
• πιθανός σχηματισμός ατμών ή αεροζόλ.

Επομένως, πριν από τη μέτρηση χημικών προϊόντων, θα πρέπει να ελέγχεται η ετικέτα και το δελτίο δεδομένων ασφαλείας.

Ανάλογα με το δείγμα, μπορεί να απαιτούνται:

• προστατευτικά γυαλιά,
• κατάλληλα προστατευτικά γάντια,
• εργαστηριακή ποδιά ή προστατευτική ενδυμασία,
• προστασία προσώπου,
• τεχνικός αερισμός,
• κατάλληλα δοχεία δειγμάτων.

Άγνωστα διαλύματα δεν πρέπει να δοκιμάζονται, να εισπνέονται άμεσα ή να εξουδετερώνονται χωρίς έλεγχο.

Βοήθεια απόφασης για την κατάλληλη μέθοδο μέτρησης

Επιλέξτε χαρτί γενικού δείκτη, εάν:

• η κατά προσέγγιση περιοχή pH είναι άγνωστη,
• αρκεί ένας γρήγορος προσανατολισμός,
• δεν απαιτείται υψηλή ακρίβεια,
• μετράται μόνο περιστασιακά.

Επιλέξτε χαρτί δείκτη στενής περιοχής, εάν:

• η αναμενόμενη τιμή pH είναι ήδη περίπου γνωστή,
• θέλετε να κάνετε καλύτερη διάκριση εντός μιας συγκεκριμένης περιοχής,
• αρκεί ένας γρήγορος οπτικός έλεγχος.

Επιλέξτε έναν υγρό δείκτη, εάν:

• πρέπει να παρατηρηθεί ένα συγκεκριμένο σημείο χημικής αλλαγής,
• πραγματοποιείται μια τιτλοδότηση οξέος-βάσης,
• η αλλαγή χρώματος είναι μέρος μιας επίδειξης ή ελέγχου αντίδρασης.

Επιλέξτε ένα pH-μετρητή, εάν:

• απαιτείται μια αριθμητική τιμή μέτρησης,
• τα αποτελέσματα τεκμηριώνονται,
• μικρές αλλαγές είναι σχετικές,
• μετράται τακτικά,
• παρτίδες ή διεργασίες συγκρίνονται μεταξύ τους,
• το αρχικό χρώμα του δείγματος δυσχεραίνει την οπτική αξιολόγηση.

Για πολλές εργασίες, ένας συνδυασμός είναι χρήσιμος: Πρώτα προσδιορίζεται η κατά προσέγγιση περιοχή με χαρτί δοκιμής. Στη συνέχεια γίνεται η ακριβέστερη μέτρηση με ένα κατάλληλα βαθμονομημένο pH-μετρητή.

Το σημαντικό δεν είναι ποια μέθοδος είναι τεχνικά η πιο περίπλοκη. Το σημαντικό είναι, ποια ποιότητα μέτρησης απαιτεί η συγκεκριμένη εργασία.

Στο ChemMarkt.de θα βρείτε χαρτιά δεικτών, δείκτες οξέος-βάσης, ρυθμιστικά διαλύματα και χημικά αντιδραστήρια για εργαστήριο, λειτουργία, εκπαίδευση και τεχνικές εφαρμογές.

Ανακαλύψτε προϊόντα για τον προσδιορισμό pH και επιλέξτε την κατάλληλη λύση για το εύρος μέτρησής σας.