چرا بایدph متر خودرا کالیبره کنید؟ مقدار pH یک محلول آبی با ابزارهای اندازه گیری pH که به عنوان pH متر نیز شناخته می شوند، تعیین می شود. دقت اندازه گیری pH به کالیبراسیون و تنظیم بستگی دارد. تنظیم عبارت است از تنظیم pH متر بر روی داده های الکترود pH (شیب و نقطه صفر) که توسط کالیبراسیون تعیین می شود. بنابراین کالیبراسیون منظم بسیار مفید است.
الکترودهای pH مستقیماً با محیطی که اندازهگیری میشود تعامل دارند. این بر خواص آنها در طول زندگی آنها تأثیر می گذارد. همچنین شایان ذکر است که به دلیل ماهیت آنها، حتی در زمان تولید هرگز “ایده آل” نیستند و نیاز به کالیبراسیون و تنظیم دارند. منظور ما از آن چیست؟ ما همیشه از “کالیبراسیون” صحبت می کنیم، اما این فقط بخشی از روند را توصیف می کند: “کالیبره کردن” به معنای مقایسه یک اندازه گیری، در این مورد pH، با یک استاندارد برای تعیین انحراف است. اصطلاح دوم که در اینجا غالباً اشتباه برداشت می شود، اما به طور ضمنی به آن معنا می شود، «تعدیل» است. این بدان معنی است که انحرافات شناسایی شده جبران می شوند تا سنسور مقادیر ایده آل را نشان دهد. این فرآیند باید به طور منظم انجام شود.
محلول های بافر – محلول های استاندارد برای اندازه گیری ph
محلولهای بافر مخلوطهای آبی پایداری از نمکهای بازی و اسیدی هستند که کاملاً تفکیک نشدهاند و با جابجایی تفکیک بدون تغییر قابل توجهی در مقدار اسمیشان، افزودنهای کوچک اسیدها یا بازها را تحمل میکنند. آنها یک مقدار تعریف شده دارند که پتانسیل یک الکترود pH با آن مقایسه میشود.
نوع دوم بافرها، که بسیار رایجتر هستند، اما بر خلاف بافرهای DIN/NIST، تابع فرمولبندیهای وابسته به سازنده هستند، به عنوان بافرهای فنی شناخته میشوند.
تفاوت این است که با بافرهای DIN/NIST، منحنی pH به عنوان تابعی از دمای محلول ها به دلیل ترکیب استاندارد شده، عموماً در دسترس است و می توان آن را در تمام ابزارهای اندازه گیری pH ذخیره کرد. در مورد بافرهای فنی، هر سازنده ممکن است از فرمولاسیون خود استفاده کند و خود وابستگی به دما را تعیین کند. بنابراین، این بافرها اغلب برای ابزارهای دیگر قابل استفاده نیستند، بلکه فقط به ساخت خود اشاره می کنند. در ادامه در فصل وابستگی دمایی اندازه گیری pH در این مورد بیشتر می شود.
نکته: برای همه بافرهای pH مهم است که مطابق با استانداردهای بین المللی قابل ردیابی باشند. این بدان معنی است که همه بافرها دارای مقادیر تضمین شده در محدوده تحمل خطای مشخص شده هستند و با سایر راه حل های بافر قابل مقایسه هستند.
در حین کالیبراسیون و تنظیم pH الکترود چه اتفاقی می افتد؟
همانطور که در بالا ذکر شد، دو پارامتر وجود دارد که یک الکترود را مشخص می کند: یکی نقطه صفر و دیگری شیب است. معمولاً الکترودها طوری کالیبره می شوند که خط مستقیم از نقطه خنثی (= pH 7، معادل 0 میلی ولت) عبور کند. پارامتر دوم شیب است. در 59.2 mV/pH، مقدار آن در 25 درجه سانتیگراد ثابت شده است. این حداقل به دو محلول بافر نیاز دارد. بسته به محدوده ای که در آن اندازه گیری های بعدی انجام می شود، (به عنوان مثال) بافر 4 و 7 (خنثی تا کمی اسیدی) یا بافر 7 و 10.01 (خنثی تا کمی بازی) را انتخاب می کند. اصطلاح غالباً مورد استفاده “قلیایی” نباید استفاده شود، منشا بازی بودن محلول های اکسیدهای قلیایی یا قلیایی خاکی را مشخص می کند. با این حال، ترکیباتی نیز وجود دارند که یون های OH- را در محلول آبی تولید می کنند. (با pH بافر 7)
شکل 3: تعیین نقطه صفر با بافر 7.
شکل 3: تعیین نقطه صفر با بافر 7.
این ابزار مقادیر اندازه گیری شده مجموعه بافر ذخیره شده داخلی را مقایسه می کند و انحراف مربوطه را تعیین می کند. سپس این به صورت الکترونیکی جبران می شود و منحنی مشخصه الکترود ایده آل می شود.
این یک اندازه گیری قابل اعتماد pH را تضمین می کند. مهم: محلول های بافر باید همیشه پس از استفاده دور ریخته شوند. محلول های بافر استفاده شده نباید تحت هیچ شرایطی دوباره مورد استفاده قرار گیرند و یا به داخل ظرف بازگردانده شوند!
مقدار pH و دما
ندازه گیری مقدار pH دو وابستگی به دما دارد. یکی توسط معادله نرنست ایجاد می شود. اگر دوباره به اصطلاح نگاه کنید، می بینید که شیب به دما بستگی دارد. اگر فقط این مقدار را تابعی از دماهای مختلف در نظر بگیریم، یک انحراف در ولتاژ اندازه گیری شده دریافت می کنیم که ربطی به مقدار pH واقعی ندارد:
خوشبختانه، این تأثیر را می توان با جبران دما در طول اندازه گیری pH جبران کرد. این کار به صورت خودکار توسط یک سنسور دمای متصل یا به صورت دستی انجام می شود. در هر صورت دمای محلول باید در نظر گرفته شود،
در غیر این صورت اندازه گیری های نادرست رخ می دهد. وابستگی دوم مقدار pH مربوط به محلول اندازه گیری شده است. مقدار pH آن نیز به دما بستگی دارد، اما: معمولاً وابستگی کاملاً ناشناخته است. محلول هایی که مقدار pH آنها در نتیجه دما تعیین می شود محلول های بافری هستند.
نکته: به طور کلی درست است که مقدار pH و دمای مربوطه باید نشان داده شود. مقادیر pH بدون دمای مستند متاسفانه بی معنی است.
شکل 6: نمونه هایی از وابستگی مقادیر pH محلول های مختلف به دما
مقدار pH نیز بر طول عمر الکترود تأثیر دارد. در اصل، قاعده کلی این است که “هرچه دمای عملیاتی بالاتر باشد، عمر مفید کمتری دارد”: طول عمر الکترودهای آزمایشگاهی بسته به مدل و نوع نمونه، تا 3 سال است الكترودهاي فرآيند در صنايع شيميايي گاهي اوقات در دماهاي بيش از صد درجه و فشارهاي چند ميله عمري چند روزه يا چند هفته اي دارند.
هرآنچه که در مورد ph متر باید بدانبد:
- انداره گیری مقدار ph چگونه انجام میشود
- نحوه انتخاب الکترود ph متر
- کالیبراسیون و تنظیم الکترود ph
- نمایندگی wtw آلمان
- Standard (DIN/NIST) buffer solutions PL 2/4/7/9/12 (250 ml container)
- Technical buffer solutions TEP (1 litre), TPL (250 ml): precise and traceable to PTB/NIST, in two bottle sizes with built-in dosing vessel