الجهد (درجة الحموضة متر) لما يخدم وكيف يعمل

ل مقياس الجهد هو الجهاز المستخدم لقياس الفرق المحتمل بين قطب كهربائي يعمل وقطب مرجعي ، عندما يتم غمرهما في محلول يتم تحديد حموضته أو قاعدته ، معبراً عنه على أنه pH.

بهذه الطريقة ، يشير قياس الجهد إلى الطريقة التحليلية المستخدمة في تحديد تركيز أيون H⁺ في مادة موجودة في محلول ، باستخدام مقياس الجهد الكهربائي والإلكترودين المذكورين أعلاه.

في حالة الإلكترود المرجعي ، فإن لديه إمكانات معروفة وثابتة ومستقرة على عكس قطب العمل. تتنوع الإمكانات التي تتطور في هذا القطب الأخير وفقًا لتركيز أيونات H⁺ التي هي في الحل.

تتأثر هذه الإمكانات بدرجة كبيرة بدرجة الحرارة التي يتم بها القياس.

مؤشر

• 1 ما هو استخدامها ل؟?
• 2 كيف يعمل؟?
  • 2.1 أقطاب كهربائية
  • 2.2 معايرة الجهد
• 3 المراجع

ما هذا؟?

هناك عدد كبير من العمليات التي يتم تنفيذها في المجال الصناعي - مثل إنتاج الأدوية وتصنيع الأغذية وتنقية المياه - والتي تعتبر شديدة الحساسية للاختلاف في مستويات الأس الهيدروجيني. لهذا السبب القياس الصحيح مهم جدا.

كما ذكرنا سابقًا ، فإن الأس الهيدروجيني هو معلمة تستخدم لقياس الحموضة أو القلوية في محلول مائي عن طريق تحليل تركيز أيونات H⁺ في الحل. ثم ، يتم حساب قيمة الرقم الهيدروجيني بالمعادلة التالية:

الرقم الهيدروجيني = سجل⁺]

لذلك يتم استخدام الجهد لقياس درجة الحموضة من مادة في الحل.

عندما يكون مقياس الجهد متصلاً بالقطبين المنغمسين في المحلول المراد تحليله ، فإنه يكتشف الفرق المحتمل بين الإلكترود العامل والإلكترود المرجعي ، مما يضخّم هذه الإشارة ويحولها إلى قيمة الأس الهيدروجيني باستخدام المعادلة الموضحة أعلاه..

كيف يعمل?

يعتمد تشغيل مقياس الجهد على آلية الخلية الكهروكيميائية ، حيث تشارك أيونات H⁺ في التفاعل الكيميائي للخلية لتحديد تركيز هذه الأيونات في المحلول ، وبهذه الطريقة ، الحصول على الرقم الهيدروجيني لنفسه.

عندما يكون المطلوب لقياس درجة الحموضة في محلول عن طريق قياس الجهد ، يتم استخدام مقياس الجهد والقطب ؛ الأول هو الجهاز الذي يحدد الرقم الهيدروجيني ، في حين أن الثاني يعتمد على مزيج من القطب المرجعي وقياس آخر حساس للتحليلات.

وبهذا المعنى ، يتم تشكيل الدائرة حيث يتدفق التيار الكهربائي بين الأقطاب الكهربائية والحل ، حيث تمارس وظيفة البطارية عندما يتم غمرها في المحلول المذكور أعلاه..

وبهذه الطريقة ، تم تصميم مقياس الجهد لتوليد جهد يساوي الصفر (في وحدات الميليفولت) عندما يكون لديك درجة حموضة تساوي سبعة ؛ هذا هو ، محايد.

وبالمثل ، عندما يتم تسجيل زيادة في القيم المحتملة (بأعداد موجبة) فهذا يعني أن هناك قيم أقل من الرقم الهيدروجيني ، وعندما يكون هناك انخفاض في هذه القيم - أي ، نمو نحو الأرقام السالبة - يتحدث المرء عن القيم الأعلى من درجة الحموضة.

الأقطاب الكهربائية

يتكون قطب القياس (أو العمل) من جهاز يتم فيه تنفيذ التفاعل الذي تتم دراسته (الأكسدة أو الاختزال).

على الرغم من وجود العديد من الأنواع ، فإنه عادة ما يكون مصنوعًا من الزجاج ، والذي يتكون من غشاء زجاجي رقيق للغاية له نفاذية للأيونات H.⁺ من الوسط الذي هو عليه.

بوضع هذا في محلول يحتوي على درجة حموضة مختلفة عن محلول موجود في الخلية ، يتم إنشاء فرق محتمل بين وجهي الغشاء ويمكن تسجيل هذا الاختلاف عن طريق قطب كهربائي مرجعي..

من ناحية أخرى ، فإن الإلكترود المرجعي عبارة عن جهاز له خصائص الإمكانات المستقرة والقيمة المعروفة ، والتي تستخدم عادةً كأنود في الخلية الكهروكيميائية.

مثال على هذا النوع من الإلكترود هو ذلك الكبل الذي يتكون من كبل فضي مطلي بالكلوريد الفضي ومغمور في محلول من حمض الهيدروكلوريك المخفف أو الإلكتروميل المشبع كالوميل ، كما هو موضح في الشكل أدناه.

لذلك يحدد مقياس الجهد الفرق في الإمكانات التي يتم توليدها بين الأقطاب الكهربائية ، على الرغم من أن إمكانات القطب العامل فقط تعتمد على تركيز الأنواع الأيونية.

معايرة الجهد

يجب إجراء معايرة مقياس الجهد من خلال حلول عازلة معروفة (وتسمى أيضًا حلول العازلة أو العازلة) ، والتي تتكون من أنظمة ذات درجة حموضة ثابتة تقريبًا تحتوي على مادة ضعيفة وأنواعها المترابطة.

يحتوي كل محلول مؤقت على درجة الحموضة المحددة ، والتي يمكن أن تكون حمضية (درجة الحموضة)<7), básico (pH>7) أو محايد (الرقم الهيدروجيني = 7) ، ويمكن شراؤه بالفعل تجاريًا أو تم إعداده في المختبر باستخدام كواشف معتمدة ومن خلال استخدام الإجراءات المعمول بها والتحقق من صحتها.

نظرًا لأن مقاييس الجهد تقيس قيمة الرقم الهيدروجيني داخل نطاق يعتبر عريضًا ، يجب معرفة ما إذا كان للمحلل درجة حموضة أعلى أو أقل من سبعة لمتابعة المعايرة الصحيحة..

لذلك ، بالنسبة للعينات التي من المتوقع أن تكون درجة حموضةها أساسية ، يجب معايرتها بمحلول مؤقت من درجة الحموضة يساوي سبعة ودرجة حموضة أخرى أعلى (عادةً يتم استخدام واحد من الرقم الهيدروجيني 10).

من ناحية أخرى ، بالنسبة للعينات ذات الرقم الهيدروجيني المتوقع من نوع الحمض ، يتم معايرته بمحلول مؤقت من الأس الهيدروجيني يساوي سبعة والآخر من الأس الهيدروجيني السفلي (عادةً يتم استخدام واحد من الأس الهيدروجيني أربعة).

أخيرًا ، يجب إجراء إعادة معايرة أداة القياس هذه قبل كل استخدام وبعده ، مع تسجيل نتائجها ، بما في ذلك التاريخ والوقت الذي تم فيهما وخصائص الحلول العازلة المستخدمة للتحكم فيه..

مراجع

1. ويكيبيديا. (بدون تاريخ). درجة الحموضة متر. تم الاسترجاع من es.wikipedia.org
2. تشانغ ، ر. (2007). الكيمياء ، الطبعة التاسعة. (ماكجرو هيل).
3. ويستكوت ، سي. (2012). قياسات درجة الحموضة. تم الاسترجاع من books.google.co.ve
4. نيلسن ، سي. (1996). إدارة المختبر التحليلي: عادي وبسيط. تم الاسترجاع من books.google.co.ve
5. كينكل ، جيه (2010). الكيمياء التحليلية للفنيين ، الطبعة الثالثة. تم الاسترجاع من books.google.co.ve
6. Cable، M. (2005). المعايرة: دليل فني. تم الاسترجاع من books.google.co.ve