huong-dan-do-pH

Trải nghiệm “trực tiếp” các quy luật khoa học tự nhiên” – dễ tìm hiểu L ý th uy ết v ề pH Sổ tay hướng dẫn Đo pH Lý thuyết & Thực hành các Ứng dụng pH Môi trường phòng thí nghiệm Mô tả thực tiễn về[.]

Lý thuyết pH Mô tả thực tiễn cách đo pH Mơi trường phịng thí nghiệm Trải nghiệm “trực quydẫn luậtĐo khoa Sổ tiếp” tay hướng pH học tự nhiên” – Lý thuyết & Thực hành Ứng dụng pH dễ tìm hiểu Nội dung Nội dung Giới thiệu pH 1.1 Axit hay kiềm? 1.2 Tại giá trị pH đo? 1.3 Những công cụ cho phép đo pH a) Điện cực pH b) Điện cực tham chiếu c) Điện cực kết hợp 1.4 Sổ tay hướng dẫn thực tiễn cho phép đo pH xác a) Chuẩn bị mẫu b) Hiệu chuẩn c) Điện cực pH d) Độ xác phép đo kỳ vọng Sổ tay hướng dẫn bước cho phép đo pH 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Lựa chọn xử lý điện cực Các loại junction khác a) Junction sứ b) Junction ống c) Junction mở Hệ thống tham chiếu chất điện ly Các loại màng thủy tinh hình dạng màng Điện cực pH cho ứng dụng cụ thể Mẫu dễ Mẫu phức tạp thành phần Nhũ tương Mẫu bán rắn rắn Bề mặt mẫu nhỏ Mẫu nhỏ vật chứa mẫu khó Cơng suất mẫu cao mẫu nhớt Bảo trì điện cực Bảo quản điện cực Bảo quản ngắn hạn Cảm biến nhiệt độ Vệ sinh điện cực Tắc nghẽn bạc sunfua (Ag2S) 5 10 11 12 12 12 14 15 16 18 18 18 19 21 22 24 26 26 26 27 27 27 28 28 29 29 29 30 30 30 Nội dung Tắc nghẽn bạc clorua (AgCl) Tắc nghẽn protein Các loại tắc nghẽn khác 2.8 Tái tạo tuổi thọ điện cực 2.9 Quản lý cảm biến thông minh 2.10 Thông tin bổ sung 3.1 3.2 3.3 3.4 Sổ tay hướng dẫn xử lý cố cho phép đo pH Kiểm tra máy đo cáp Kiểm tra nhiệt độ mẫu ứng dụng Kiểm tra dung dịch đệm quy trình hiệu chuẩn Một số mẹo cho việc sử dụng dung dịch đệm Kiểm tra điện cực Lý thuyết toàn diện pH Định nghĩa giá trị pH Mối tương quan nồng độ hoạt độ Dung dịch đệm Khả đệm (ß) Giá trị pha loãng (ΔpH) Hiệu ứng nhiệt độ (ΔpH/ΔT) Chuỗi đo lường hệ thống đo pH Điện pH Điện cực tham chiếu Hiệu chuẩn/điều chỉnh hệ thống đo pH Ảnh hưởng nhiệt độ đến phép đo pH Sự phụ thuộc vào nhiệt độ điện cực Điểm giao đẳng nhiệt Các tượng nhiệt độ khác Sự phụ thuộc vào nhiệt độ mẫu đo Những tượng trường hợp dung dịch đo đặc biệt Lỗi kiềm Lỗi axit Phản ứng với chất điện ly tham chiếu Môi trường hữu Phụ lục 5.1 Bảng nhiệt độ cho dung dịch đệm ­ METTLER ­TOLEDO 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 30 30 31 31 31 33 34 34 35 35 37 37 40 40 41 43 44 45 45 45 47 48 51 52 52 52 53 54 55 55 56 56 57 60 60 Sổ tay hướng dẫn tập trung vào việc đưa mô tả rõ ràng thực tiễn cách đo pH mơi trường phịng thí nghiệm Nhiều thủ thuật đưa cho điểm quan trọng toàn phần mô tả phép đo hỗ trợ phần mô tả lý thuyết phép đo độ axit kiềm Sự ý dành cho loại điện cực pH khác có sẵn tiêu chí lựa chọn điện cực phù hợp cho mẫu cụ thể Giới thiệu pH Giới thiệu pH 1.1 Axit hay kiềm? Tại phân loại chất lỏng giấm có tính axit? Lý cho điều giấm có chứa dư thừa ion hydronium (H3O+) dư thừa ion hydronium dung dịch khiến có tính axit Ngược lại, dư thừa ion hydroxyl (OH–) tạo chất bazơ có tính kiềm Trong nước tinh khiết, ion hydronium bị trung hòa ion hydroxyl dung dịch có giá trị pH trung tính H3O+ + OH– ↔ H2O Hình Phản ứng axit bazơ tạo nước Nếu phân tử chất sản sinh ion hay proton hydro thông qua phân ly, gọi chất axit dung dịch trở nên có tính axit Một số loại axit biết đến nhiều axit hydrocloric, axit sulfuric axit axetic hay giấm Sự phân ly giấm thể đây: CH3COOH + H2O ↔ CH3COO– + H3O+ Hình Sự phân ly axit axetic Không phải axit có độ bền Độ axit chất xác định tổng số ion hydro dung dịch Giá trị pH xác định trừ logarit nồng độ ion hydro (Chính xác hơn, xác định hoạt độ ion hydro Xem chương 4.2 để biết thêm thông tin hoạt độ ion hydro) pH = –log [H3O+] Hình Cơng thức tính giá trị pH từ nồng độ ion hydronium Sự khác biệt lượng chất có tính axit bazơ xác định cách thực phép đo giá trị pH Một số ví dụ giá trị pH chất thường gặp cho hình 4: Giới thiệu pH Thực phẩm & Đồ uống / Sản phẩm cho hộ gia đình Nước cam Lòng trắng trứng Coca Cola Nước chanh Axit hydrocloric 0,37% (0,1 M) Axit sulfuric 4,9% (1 M) Bia Pho mát Sữa Nước Antacid Mg(CH)2 Borax Axit hydrocyanic 0,27% (0,1 M) Axit axetic 0,6% (0,1 M) 10 11 12 13 14 Ăn da soda 4% Canxi cacbonat (bão hòa) Dung dịch amoniac 1,7% (1 M) Dung dịch amoniac 0,017% (0,01 M) Kali axetat 0,98% (0,1 M) Hóa chất Natri hydro cacbonat 0,84% (0,1 M) Hình Các giá trị pH cho số hóa chất sản phẩm thường ngày Khoảng kiềm thang đo pH 14 Trong khoảng thang đo, có dư thừa ion hydroxyl hay OH– Các dung dịch có giá trị pH khoảng tạo cách hòa tan bazơ dung dịch nước Bazơ phân ly tạo ion hydroxyl chúng làm cho dung dịch có tính kiềm Một số bazơ biết đến nhiều natri hydroxit, amoniac cacbonat NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH– Hình Phản ứng amoniac với nước Toàn thang giá trị pH dung dịch chứa nước bao gồm khoảng axit kiềm Các giá trị thay đổi từ đến 14, giá trị pH từ đến gọi axit giá trị pH từ đến 14 kiềm Giá trị pH trung tính 1.2 Tại giá trị pH đo? Chúng ta đo pH nhiều lý khác nhau, như: • để sản xuất sản phẩm có thuộc tính xác định – sản xuất, kiểm sốt pH việc quan trọng để đảm bảo sản phẩm cuối tuân thủ thông số kỹ thuật mong muốn pH làm thay đổi lớn thuộc tính sản phẩm cuối vẻ ngồi hương vị • để giảm chi phí sản xuất – điều liên quan đến lý nêu Nếu suất quy trình sản xuất cao mức pH đó, chi phí sản xuất thấp mức pH • để tránh gây nguy hại cho người, nguyên liệu mơi trường – số sản phẩm gây nguy hại mức pH cụ thể Chúng ta phải cẩn thận không thải bỏ sản phẩm vào mơi trường, nơi mà chúng gây hại cho người hủy hoại môi trường Để xác định chất có nguy hiểm hay khơng, trước tiên phải đo giá trị pH • để đáp ứng yêu cầu quy định – thấy trên, số sản phẩm gây nguy hại Do phủ đặt yêu cầu để bảo vệ người dân khỏi nguy hại gây chất nguy hiểm • để bảo vệ thiết bị – thiết bị sản xuất tiếp xúc với chất phản ứng trình sản xuất bị ăn mịn giá trị pH không nằm giới hạn định Sự ăn mòn làm giảm thời hạn sử dụng dây chuyền sản xuất, việc giám sát giá trị pH quan trọng để bảo vệ dây chuyền sản xuất khỏi hư hại khơng đáng có • để nghiên cứu phát triển – giá trị pH thơng số quan trọng cho mục đích nghiên cứu nghiên cứu q trình sinh hóa học Những ví dụ mô tả tầm quan trọng pH nhiều ứng dụng, giải thích xác định thường xuyên 1.3 Những công cụ cho phép đo pH Để đo pH, cần phải có cơng cụ đo nhạy cảm với ion hydro xác định giá trị pH Nguyên tắc đo sử dụng cảm biến có màng thủy tinh nhạy cảm với ion hydro quan sát phản ứng dung dịch mẫu Tuy nhiên, điện quan sát điện cực nhạy cảm với pH không cung cấp đủ thông tin cần cảm biến thứ hai Đây cảm biến cung cấp tín hiệu tham chiếu điện cho cảm biến pH Cần phải sử sụng chênh lệch điện điện cực để xác định giá trị pH dung dịch đo Phản hồi điện cực nhạy cảm với pH phụ thuộc vào nồng độ ion H+ đưa tín hiệu xác định độ axit/kiềm dung dịch Giới thiệu pH Mặt khác, điện cực tham chiếu không phản ứng với nồng độ H+ dung dịch mẫu đưa điện không đổi mà dựa vào điện cảm biến pH đo Sự chênh lệch điện hai điện cực số lượng ion hydro dung dịch, cung cấp giá trị pH dung dịch Điện hàm số tuyến tính nồng độ hydro dung dịch, cho phép thực phép đo định lượng Công thức cho hàm số đưa hình 6: E = E0 + 2.3RT / nF * log [H3O+] E = điện đo E0 = hằng số R = số khí T = nhiệt độ theo thang Kelvin n = điện tích ion F = hằng số Faraday InLab®Reference Pro METTLER TOLEDO InLab®Mono pH Hình Mối quan hệ lượng axit dung dịch điện điện cực pH Hình Hệ thống đo pH cảm biến tham chiếu Trong hình 7, hệ thống đo pH với hai cảm biến riêng biệt, cảm biến pH cảm biến tham chiếu thể Ngày nay, việc hợp hai cảm biến riêng biệt thành điện cực phổ biến kết hợp cảm biến tham