Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload




























DETERMINAREA pH-ului IN APE DE PLOAIE. METODA POTENTIOMETRICA

Ecologie




DETERMINAREA pH-ului ĪN APE DE PLOAIE. METODA POTENŢIOMETRICĂ

            Principiul metodei

            Metoda se bazeaza pe diferenta de potential īntre o pereche de electrozi ce consta dintr-un electrod de sticla sensibil la diferentele activitatii ionilor de hidrogen dintre solutia de proba si solutia interna si un electrod de referinta, ce se presupune ca are un potential constant, independent de īn care este imersat. Diferenta de potential masurata este comparata cu potentialul obtinut īn conditiile īn care ambii electrozi sunt imersati īntr-o solutie sau īntr-o solutie tampon cu pH-ul sau cu concentratia ionilor de hidrogen cunoscute. pH-ul este definit de urmatoarea formula:

pH(proba) = pH(referinta) + [E(proba) - E(referinta)] F/RT1n10

unde E reprezinta potentialele electrozilor, R este constanta universala a gazelor, T este temperatura absoluta si F este constanta Faraday.

            Aceasta este definitia operationala a pH-ului. Solutiile tampon de pH cunoscut sunt atestate de catre Institutul National de Tehnologie Standardizata (NIST). Standardul primar si cel mai des folosit pentru calibrarea pH-metrelor este solutia de ftalat acid de potasiu de concentratie 0,05 M, ce are un pH = 4,00 la 20°C si o activitate a ionilor de hidrogen de 10-4M. Activitatea ionilor de hidrogen se determina prin calcule teoretice (conventia Bates-Guggenheim).

            Īn probe de apa de precipitatii, taria ionica are de obicei o valoare situata īn intervalul 10-3-10-5. Coeficintul de activitate pentru cationii monovalenti precum ionii de hidrogen va fi īn domeniul 0,95 - 0,99. Aceasta corespunde unei diferente īntre pH si -log(H+) mai mica de 0,02 unitati de pH. Mult mai critica este presupunerea unui potential constant al electrodului de referinta la trecerea dintr-o solutie de ftalat acid de potasiu relativ concentrata la solutii de proba extrem de diluate. Aceasta situatie apare datorita posibilitatii aparitiei inerente a unui potential de jonctiune lichida īntre solutia interna a electrodului de referinta si solutia de proba. Acest potential de jonctiune lichida este cu atāt mai mare cu cāt diferenta īntre tariile ionice ale celor doua solutii este mare si poate fi redus prin micsorarea zonei de contact dintre solutia interna si solutia de proba. Au fost propuse o serie de celule ce īndeplinesc acest criteriu. Teste efectuate pe electrozi comerciali cu solutii acide diluate sau cu solutii tampon de tarie ionica scazuta, cu pH-ul sau concentratia de ioni de hidrogen cunoscute, au demonstrat īnsa ca aceasta problema a fost īn buna masura rezolvata prin utilizarea unor pH-metre si a unor sisteme de electrozi moderne.

            Cu toate acestea, se recomanda verificarea sistemului de electrozi la intervale regulate de timp, prin masurarea "pH-ului aparent" al unei solutii de tarie ionica scazuta cu pH-ul sau concentratia de ioni de hidrogen cunoscute. pH-ul determinat trebuie sa difere de pH-ul "teoretic" cu maxim 0,02 - 0,05 unitati de pH. Daca acest lucru nu se īntāmpla, sau daca citirea nu este stabila īn timpul agitarii solutiei, electrodul de referinta trebuie īnlocuit. Un electrod de sticla nou trebuie testat fata de cel putin doua solutii tampon pentru a vedea daca raspunsul sau este Nernstian.

            Este de preferat ca electrodul de referinta sa fie pastrat īntr-o solutie diluata de clorura de potasiu (0,1M).

Reactivi si aparatura

Solutii propuse de Institutul National de Tehnologie Standardizata (NIST) de pH cunoscut.

solutie de ftalat acid de potasiu (C6H4(COOH)(COOK)) de concentratie 0,05 M; pH = 4,00 la 20°C si pH = 4,01 la 25°C. Se dizolva 10,12 g de ftalat acid de potasiu, C6H4(COOH)(COOK), uscat la 120°C, īn 1000 mL apa distilata.

solutie de fosfat acid de potasiu (KH2PO4) de concentratie 0,025M si solutie de fosfat acid disodic (Na2HPO4) de concentratie 0,025M; pH = 6,88 la 20°C si pH = 6,86 la 25°C. Se dizolva 3,39 g fosfat acid de potasiu, KH2PO4, si 3,53 g fosfat acid disodic, Na2HPO4, uscat la 120°C, īn 1000 mL apa distilata. Īn locul fosfatului acid disodic anhidru poate fi folosita o cantitate de 4,43 g de fosfat acid disodic hidratat, Na2HPO4x2 H2O, neuscat. Pot fi de asemenea folosite si solutii tampon disponibile comercial, dar trebuiesc verificate fata de solutia tampon primar mentionata anterior. Solutiile tampon trebuiesc tinute la īntuneric īn recipiente de borosilicat sau polietilena bine sigilate.

pH-metru cu o precizie de 0,02 sau chiar 0,01 unitati de pH;

electrod de sticla si electrod de referinta pentru pH-metru. Electrodul de referinta trebuie ales astfel īncāt sa permita determinari īn solutii cu tarie ionica scazuta si este de preferat sa fie un electrod de calomel umplut cu solutie saturata de clorura de potasiu. Pot fi folositi si alti electrozi de referinta sau combinatii de electrozi, dar trebuiesc testati īn vederea obtinerii unor performante acceptabile.

agitator magnetic, cu bara de agiare īnvelita īn teflon

pahare Berzelius folosite pentru solutia test, din sticla de borosilicat sau polietilena

Trasarea curbei de calibrare

            Calibrarea pH-metrului se efectueaza īn concordanta cu instructiunile din manualul de utilizare al instrumentului, folosind una sau doua (preferabil) solutii tampon. Temperatura solutiilor tampon trebuie sa fie cunoscuta. Calibrarea trebuie verificata dupa fiecare set de probe.

            Mod de lucru

            Masurarea pH-ului probei se efectueaza īn concordanta cu instructiunile din manualul de utilizare al instrumentului. Solutia se agitata, dar nu foarte puternic. Temperatura solutiei de proba trebuie sa fie aceeasi cu cea a solutiei de tampon folosita la calibrare.




            Se spala electrodul cu apa distilata dupa fiecare masuratoare, dupa care este uscat cu hārtie de filtru.

Electrozii sunt pastrati īntr-o solutie de KCl 0,1 M sau īn concordanta cu recomandarile producatorului. Electrodul de referinta nu trebuie pastrat īn apa distilata!

            Testul de performanta al perechii de electrozi

            Comportarea electrodului de referinta genereaza principala sursa de erori īn cazul masurarii pH-ului, īn special īn solutii cu o tarie ionica scazuta. Pentru a determina performantele unui electrod de referinta, trebuiesc efectuate masuratori de control īn solutii diluate de acizi sau pentru solutii diluate de tampon, cu scopul de a verifica corectitudinea valorilor de pH obtinute pentru solutii cu tarie ionica scazuta. Īn acest caz, poate fi folosita pentru studii o solutie ce are un pH de ~ 4,00. O solutie de HCl de concentratie 10-4 M trebuie sa prezinte un pH de 3,99±0,05.

            Perechile de electrozi trebuie de asemenea sa prezinte diferente mici īntre valorile obtinute pentru solutiile cu tarie ionica mica agitate si neagitate.

            Īn general, jonctiunea lichida dintre solutia de analizat si solutia saturata de KCl din interiorul electrodului de referinta este formata dintr-o frita ceramica poroasa.  O agitare usoara īndeparteaza solutia concentrata de KCl care iese prin intermediul capilarelor. Daca agitarea este prea puternica, aceasta poate determina o diluare a mediului ionic chiar īn frita. Acest lucru mareste potentialul de jonctiune lichida si deci trebuie evitat. Potentialul de jonctiune lichida poate fi de asemenea sa creasca daca frita se colmateaza cu impuritati.



            Bibliografie

Bates, R.G. (1965), Determination of pH, Theory and Practice. New York, Wiley.

Linnet, N. (1970), pH Measurements in Theory and Practice, Copenhagen, Radiometer.

Westcott, C.C. (1978), pH Measurement, New York, Acad. Press.

Davison, W. and Woof, C. (1985) Performance tests for the measurement of pH with glass electrodes in low ionic strength solutions including natural waters. Anal. Chem., 57, 2567-2570.










Document Info


Accesari: 7202
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




eCoduri.com - coduri postale, contabile, CAEN sau bancare

Politica de confidentialitate

Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2020 )