A hőmérséklet hatása a pH mérésre. Hőmérséklet-kompenzáció

A mérési eredményeket illetően az egyik legfontosabb befolyásoló környezeti tényező a hőmérséklet. Ennek egyik oka, hogy a mérendő oldatok pH-ja változik a hőmérséklet függvényében. Sőt, elmondhatjuk, hogy a hőmérséklet nem csak a pH értéket, hanem magát a mérőeszközt és a mérést is befolyásolja, ezért torzíthatja az eredményeket a változó hőmérséklet.

A referencia elektróda állandónak tekintett potenciálja hőmérsékletfüggő, ez konkrétan azt jelenti, hogy 10 és 30 ºC közötti hőmérséklet-változás kb. 0,5 pH egység-változást okoz. A kalibrálásra szolgáló pufferoldatok kémhatása hasonlóan változik. A pH elektróda érzékenysége szintén változik a hőmérséklet függvényében.
Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A pH mérést befolyásoló tényezők

A pH mérést befolyásoló tényezők és az egyes módszerek hibalehetőségei:

Kolorimetriás mérések esetében:

Sóhiba: mivel a kationok is hatással lehetnek az indikátorok színváltozására, a 0,2 mol/l feletti sókoncentrációjú oldatokban előfordulhat egy kis színeltolódás.

Alkoholhiba: Indikátorral „színezett” alkoholos oldatoknál előfordul, hogy ugyanolyan színt mutató indikátoros vizes pufferoldattal összehasonlítva nem egyforma kémhatású oldatok vannak a háttérben.

Alkaloidhiba: alkaloidokat tartalmazó oldatokban, ha indikátort cseppentünk bele, alkaloidszármazékok keletkezése figyelhető meg, amely megnehezíti illetve pontatlanná teszi a mérést.
Műszeres mérések esetében:

Mire figyeljünk oda a műszer használatakor?

A pH érzékeny elektródát soha nem szabad hagyni kiszáradni, a tárolására (mérések között is) speciális elektróda tároló folyadék áll rendelkezésre. Az elektródákat nem szabad kemény tárgyhoz érintetni, odaütni. Minden mérés után tisztított vízzel le kell öblíteni. Az elektróda nem használható erős savakban, maró anyagokban és organikus oldószerekben. Magas hőfokon csak üvegborítású elektróda használható, az is csak rövid időtartamban.
A műszer megfelelő működése a kalibráláson múlik

A mérőműszert hosszabb használatkihagyás vagy elektródacsere után újra kell kalibrálni. Szintén szükséges a kalibráció erős sav (2-nél alacsonyabb pH) és erős lúg (12-nél nagyobb pH), valamint fluorid iont tartalmazó és organikus anyagok mérése esetén. Kalibráláskor és az utána következő mérésekkor fontos, hogy az oldatok közel azonos hőmérsékletűek legyenek.

 

Mire jók a pufferoldatok?

A pufferoldatok olyan vegyületek, amelyeknek nagyon stabil (és ismert) a kémhatása, és bizonyos kapacitáshatárig akkor sem változik, ha az övétől eltérő kémhatású oldatot adagolunk hozzá. Nagyon egyszerűen – és tudománytalanul, mégis közérthetően – megfogalmazva a pufferek olyan oldatok, amelyek bizonyos mértékig képesek elnyelni egy hozzájuk adott oldat kémhatását.

pH kalibráló folyadék / pufferoldat
pH kalibráló folyadék / pufferoldat

A pufferek minden esetben kétkomponensű oldatok (gyenge sav vagy gyenge bázis és annak erős bázissal vagy erős savval – figyeljünk, hogy ellentétpárokról van szó! – alkotott sójának keveréke). Léteznek többértékű savak savanyú sóinak elegyéből készült pufferoldatok is. Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Az elektromos pH mérőműszer működése, kalibrálás.

A kémhatásmérő elektromos műszer működése azon alapul, hogy az oldatban mért potenciálváltozás mértéke összefügg a kémhatás változásával (illetve fordítva): szobahőmérsékleten kb. 60 mV/pH potenciálváltozásnak 1 pH egységnyi kémhatás-változás felel meg. Mivel a hőmérséklet befolyásolja az oldatok pH-ját, a szobahőmérséklettől eltérő környezetben ez az érték változhat.

Milwaukee digitális pH mérő
Milwaukee digitális pH mérő

Minden mérés előtt a műszert kalibrálni kell, azaz meg kell tanítani neki, hogy az adott körülmények között át tudja váltani a mért potenciált pH egységre. A kalibrálás úgy történik, hogy a műszerrel megmérjük két puffer oldat (amely kémhatását tekintve stabil és annak értéke pontosan ismert) pH-ját, és meg is adjuk a műszer számára ezeket az értékeket. Így, a két mérés összes paraméteréből könnyedén ki tudja majd számolni, hogy a következő mérések esetében mért potenciálokat hogy tudja helyesen pH értékre váltani.

A mérőműszereket méret szerint három csoportba oszthatjuk: kézi, hordozható és asztali. A kézi mérőkben nem csak a két elektróda van összeépítve, de a kisméretű műszertestben a mérőblokk a kijelzővel is helyet kapott. Ezek egy kézzel használható, és akár egy mellényzsebben is elférő aprócska készülékek. A hordozható méret akkora műszert fed, amely kézben kényelmesen vihető, a műszertest és az elektródák összeköttetését egy kábel biztosítja. Az asztali mérőműszer nem mozgatásra készült, általában csak az elektródákat lehet állványok segítségével szabadon mozgatni. Nagy mennyiségű, illetve több darabos minták kezelésére is alkalmas.