Potenziometro (Phameter)

Cos'è un potenziometro?

UN potenziometro È il dispositivo che viene utilizzato per misurare la differenza potenziale tra un elettrodo di lavoro e un elettrodo di riferimento, quando entrambi sono immersi in una soluzione da cui si desidera determinare la loro acidità o basicità, esprimendo questo come pH.

In questo modo, la potenziometria si riferisce al metodo analitico utilizzato per determinare la concentrazione di ioni H⁺ in una sostanza che è in soluzione, usando un potenziometro e i due elettrodi sopra menzionati.

Nel caso dell'elettrodo di riferimento, ha un potenziale noto, costante e stabile a differenza dell'elettrodo di lavoro. Il potenziale che si sviluppa in quest'ultimo elettrodo varia in proporzione alla concentrazione di ioni H⁺ che sono nella soluzione.

Questo potenziale è anche fortemente influenzato dalla temperatura alla quale viene eseguita la misurazione.

A cosa serve un potenziometro?

Ci sono molti processi che vengono eseguiti nel campo industriale - come la produzione di farmaci, la trasformazione degli alimenti e la purificazione dell'acqua - che sono altamente sensibili alla variazione dei livelli di pH. Per questo motivo la sua misurazione corretta è così importante.

Come accennato in precedenza, il pH è un parametro utilizzato per misurare l'acidità o l'alcalinità di una soluzione che è in fase acquosa mediante analisi della concentrazione di Hone H⁺ Nella soluzione. Quindi, il valore del pH viene calcolato dalla seguente equazione:

ph = -log [h⁺"

In modo che il potenziometro sia usato nella misurazione del pH di una sostanza in soluzione.

Quando il potenziometro è collegato ai due elettrodi immersi nella soluzione che si desidera analizzare, questo rileva la differenza potenziale tra l'elettrodo di lavoro e l'elettrodo di riferimento, amplificando questo segnale e rendendolo un valore di pH usando l'equazione sopra descritta.

Come funziona un potenziometro?

Il funzionamento di un potenziometro si basa sul meccanismo di una cella elettrochimica, in cui sono coinvolti ioni h⁺ Nella reazione chimica della cellula per determinare la concentrazione di questi ioni nella soluzione e, quindi, ottenere il pH della stessa.

Quando si desidera misurare il pH di una soluzione mediante potenziometria, vengono utilizzati un potenziometro e un elettrodo; Il primo è il dispositivo che determina il pH, mentre il secondo si basa sulla combinazione di un elettrodo di riferimento e un'altra misurazione sensibile agli analiti.

In questo senso, si forma un circuito in cui la corrente elettrica tra gli elettrodi e la soluzione scorre, dove esercitano la funzione di una batteria quando si immergono nella soluzione sopra menzionata.

In questo modo, il potenziometro è progettato per generare una tensione pari a zero (in unità di millivolt) quando c'è un pH pari a sette; cioè, neutro.

Inoltre, quando viene registrato un aumento dei valori potenziali (con numeri positivi) significa che hanno valori di pH minori e quando si osserva una diminuzione di questi - cioè una crescita verso numeri negativi - si parla di valori maggiori di ph.

Elettrodi

L'elettrodo di misurazione (o il lavoro) è costituito da un dispositivo in cui viene eseguita la reazione che viene studiata (ossidazione o riduzione) (ossidazione o riduzione).

Sebbene ci siano molti tipi di solito realizzati in vetro, costituito da una membrana di vetro molto fine che ha permeabilità prima degli ioni h⁺ dell'ambiente in cui è.

Quando si posiziona questo in una soluzione che ha un pH diverso dalla soluzione presente nella cella, viene generata una differenza potenziale tra le due facce della membrana e questa differenza può essere registrata mediante un elettrodo di riferimento.

D'altra parte, l'elettrodo di riferimento è un dispositivo con caratteristiche potenziali stabili e valore noto, che viene normalmente usato come anodo nella cella elettrochimica.

Un esempio di questo tipo di elettrodo è quello composto da un cavo d'argento, che è coperto di cloruro d'argento e immerso in una soluzione di acido cloridrico diluito, o l'elettrodo di riferimento saturo di Calomelano, come quello mostrato nella figura seguente.

Quindi il potenziometro determina la differenza potenziale che viene generata tra gli elettrodi, sebbene solo il potenziale dell'elettrodo di lavoro dipenda dalle concentrazioni delle specie ioniche.

Calibrazione di un potenziometro

La calibrazione di un potenziometro deve essere eseguita attraverso tamponi (anche chiamati soluzioni tampone o tampone), che consistono in sistemi di pH praticamente invariabili che contengono una sostanza debole e le loro specie coniugate.

Ogni soluzione di ammortizzatore ha un pH specifico, che può essere acido (ph7) o neutro (pH = 7) e può essere acquisita commercializzata o preparata in laboratorio con reagenti certificati e attraverso l'uso di procedure stabilite e validate.

Poiché i potenziometri misurano il valore del pH all'interno di un intervallo che è considerato largo, dovrebbe essere noto se l'analita ha un pH maggiore o inferiore a sette per procedere alla calibrazione corretta.

Quindi, per i campioni il cui pH dovrebbe essere di base dovrebbe essere calibrato con una soluzione di smorzamento del pH pari a sette e un altro pH (di solito usava uno di pH ten).

D'altra parte, per i campioni con un pH previsto di tipo acido è calibrato con una soluzione di smorzamento del pH pari a sette e un'altra di pH minore (di solito viene utilizzato uno di pH quattro).

Infine, la ricalibrazione di questo strumento di misurazione deve essere effettuata prima e dopo ogni uso, registrando i suoi risultati, compresa la data e l'ora in cui sono stati eseguiti e le caratteristiche delle soluzioni di smorzamento utilizzate per avere un controllo dello stesso.