Inventaire des problèmes de mesure du pH-mètre
1. Mesure du pH à haute température
La température élevée de la solution aqueuse se réfère généralement à plus de 60 degrés. Dans ces conditions, la solution a un effet corrosif particulièrement important sur l'électrode de verre, notamment dans la plage de pH alcalin. Cet effet de corrosion provoque une dérive potentielle de l'électrode de verre et détériore ses performances. .
Dans les cuves de reproduction microbienne des industries pharmaceutique, de fermentation, alimentaire et autres, la mesure du pH nécessite que l'électrode en verre puisse résister à une stimulation à haute température à 120-130 degré, c'est-à-dire que l'électrode doit résister à l'érosion d'une solution à haute température.
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Un autre problème à résoudre lors de la mesure à haute température est la stabilité de l’électrode de référence.
Afin d'empêcher la dissolution d'AgCl à haute température, épaississez la couche d'AgCl, ajoutez de l'AgCl solide à la solution d'électrode ou utilisez le monocristal d'AgCl comme électrode de référence ; l'électrode de référence peut également être connectée en dehors de la zone à haute température et connectée via un pont salin.
2. Mesure du pH à basse température
À basse température, la résistance interne de l'électrode en verre augmente fortement, c'est pourquoi une électrode en verre pH à faible résistance interne doit être sélectionnée et un solvant organique est ajouté à la solution interne de l'électrode pour abaisser le point de congélation.
3. Mesure du pH des solutions non aqueuses
Les solutions non aqueuses font référence aux solutions composées de solvants non aqueux, y compris les solutions non aqueuses pures et les solutions non aqueuses partielles.
De nombreux électrolytes, solubles dans les solvants organiques, nécessitent également une mesure du pH. Les solvants organiques couramment utilisés comprennent l'éthanol, les glycols, les éthers, les amides, les nitriles, les cétones, etc. Leur capacité à dissoudre les électrolytes est liée à leur constante diélectrique ε. Leur constante diélectrique est significativement différente de celle de l'eau (eau ε=78.3) et peut être supérieure ou inférieure à celle de l'eau. Par exemple, les constantes diélectriques ε du propanol, de l'éthanol, du méthanol, du glycérol, du propylène glycol et du formamide sont respectivement de 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 et 109,5. Étant donné que la constante diélectrique des solvants organiques est différente de celle de l’eau, la plage de pH et le point neutre de chaque solvant sont très différents de ceux de l’eau.
Avec le développement de l'industrie et les progrès de la science et de la technologie, la recherche sur la mesure de la valeur du pH d'une solution non aqueuse a été progressivement menée. Les plus matures sont l'eau lourde, le propanol, l'éthanol, le méthanol, le glycérol, le propylène glycol et le formamide.
L'eau pure est chimiquement neutre et la constante du produit ionique Kw de l'eau est égale à 10 à la -14ième puissance à 250 °C. L'ampleur de la « plage de pH habituelle » pour les solutions aqueuses est généralement définie comme :
-logKw=14 Par conséquent, la plage de mesure du pH est de 0 à 14.
Le point neutre pHn d'une solution aqueuse est la valeur du pH à laquelle les concentrations de H plus et OH- sont égales. pHn=-1/2logKw
Le pHn est lié à la température, à 250 C, pHn=,7.00, à 1000 C, pHn=6.13, voir tableau ci-joint.
La plage de pH du solvant Z est définie comme :
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Plage de pH (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z est le produit ionique de Z (également connu sous le nom de nombre de migration ionique). à 250C
Lorsque Z=eau, la plage de pH Kap=10-14est de 14pH. pHn=7
Z=acétonitrile, la plage de pH Kap=10-28 est de 28 pH. pHn=14
La plage de pH Z=formamide Kap=10-17 est de 17 pH. pHn=8.5
Remarque : le pH =14 dans une solution aqueuse signifie la valeur du pH à l'alcalinité maximale, et le pH =14 dans une solution d'acétonitrile n'est que le point neutre. Par conséquent, il convient de prêter attention lors de la comparaison des valeurs de pH de différents solvants, c'est-à-dire qu'il n'y a aucune comparabilité entre les valeurs de pH de différents solvants.
Précautions lors de la mesure de la valeur pH de solutions non aqueuses :
La solution non aqueuse a une mauvaise conductivité et un potentiel de jonction liquide important et instable se formera entre l'électrode de référence et la solution mesurée, entraînant des erreurs de mesure considérables. L'électrode de référence est aussi proche que possible de l'électrode de verre pH, et la pénétration KCL de l'électrolyte de l'électrode de référence doit être grande (la pénétration KCL de l'électrolyte de l'électrode de référence externe doit être grande). Il est préférable d'utiliser une électrode composite. En raison de la distance étroite et fixe entre l'électrode indicatrice et l'électrode de référence dans l'électrode composite, il est avantageux d'obtenir un potentiel stable et reproductible dans la solution non aqueuse, et la cellule de mesure du pH doit être bien protégée.
Lors de la mesure d'une émulsion (émulsion) ou d'une solution huileuse, il est très important de sélectionner correctement le type de jonction liquide, et la jonction liquide est facile à renouveler et à nettoyer. Il est recommandé que les jonctions liquides ouvertes ou manchonnées conviennent à certaines solutions non aqueuses.
Lors de la mesure en ligne, contrôlez strictement le débit (flux laminaire). Évitez les turbulences.
Le solvant de la solution d'électrode de référence doit utiliser la composition de solution mesurée comme solvant pour éliminer le potentiel de jonction liquide instable ou utiliser une solution à double pont salin.
Après avoir mesuré la solution non aqueuse, l'électrode de verre pH présente souvent une baisse des caractéristiques de réponse. À ce stade, l'électrode doit être nettoyée avec un agent de nettoyage, puis immergée dans 0,1 mol/L HCL pendant plusieurs heures pour restaurer l'électrode.
Après avoir mesuré la solution contenant des graisses et des protéines, l'électrode peut être immergée dans un solvant mixte contenant de la pepsine forte (Pepsine) HC pendant plusieurs heures, puis rincée à l'eau.
Pour la mesure du pH de milieux non aqueux similaires à l'eau, tels que l'eau lourde et le système eau-alcool, l'électrode en verre peut maintenir le potentiel stable pendant une longue période dans de tels solvants. Après avoir immergé l'électrode dans le solvant, l'électrode atteint l'équilibre, puis utilise la solution tampon standard configurée dans ce solvant pour calibrer l'électrode. La valeur du pH mesurée par cette méthode est une valeur de pH relative ou une valeur de pH apparente.
Pour les électrodes de mesure du pH en solution non aqueuse, il est préférable d'utiliser une électrode de verre au lithium au lieu d'une électrode de pH en verre de sodium (l'électrode de pH en verre de lithium est bleue et l'ampoule de l'électrode de pH en verre de sodium est blanche). Étant donné que pour les électrodes en verre, l'humidité est nécessaire pour former une « couche de gel d'hydratation » sensible au pH, les électrodes en verre au lithium nécessitent beaucoup moins d'humidité que les électrodes en verre au sodium.
Lors de la mesure de produits autres que l'eau, un pH-mètre avec une large plage (au-delà de la plage pH14 à pleine échelle) doit être utilisé.
