حصر مشاكل قياس مقياس الأس الهيدروجيني

حصر مشاكل قياس مقياس الأس الهيدروجيني

1. قياس الرقم الهيدروجيني عند درجة حرارة عالية
تشير درجة الحرارة المرتفعة للمحلول المائي عمومًا إلى ما يزيد عن 60 درجة. في ظل هذه الحالة، يكون للمحلول تأثير تآكل خطير بشكل خاص على القطب الزجاجي، خاصة في نطاق الأس الهيدروجيني القلوي. يؤدي تأثير التآكل هذا إلى الانجراف المحتمل للقطب الزجاجي وتدهور أدائه. .

في خزانات تربية الميكروبات في الصناعات الدوائية والتخمير والأغذية وغيرها من الصناعات، يتطلب قياس الأس الهيدروجيني أن يتحمل القطب الزجاجي تحفيز درجة الحرارة العالية عند درجة 120-130، أي أن القطب مطلوب لمقاومة تآكل المحلول ذو درجة الحرارة العالية.
ال

هناك مشكلة أخرى يجب حلها في قياس درجات الحرارة المرتفعة وهي استقرار القطب المرجعي.

من أجل منع انحلال AgCl عند درجة حرارة عالية، قم بتكثيف طبقة AgCl، أضف AgCl الصلب إلى محلول القطب أو استخدم بلورة AgCl المفردة كقطب كهربائي مرجعي؛ يمكن أيضًا توصيل القطب المرجعي خارج منطقة درجة الحرارة المرتفعة وتوصيله عبر جسر ملحي.

2. قياس الرقم الهيدروجيني عند درجة حرارة منخفضة
عند درجة حرارة منخفضة، ترتفع المقاومة الداخلية للقطب الزجاجي بشكل حاد، لذلك يجب اختيار قطب زجاجي ذو مقاومة داخلية منخفضة للأس الهيدروجيني، ويضاف مذيب عضوي إلى المحلول الداخلي للقطب الكهربائي لخفض نقطة التجمد.

3. قياس الرقم الهيدروجيني للمحاليل غير المائية

تشير المحاليل غير المائية إلى المحاليل المكونة من مذيبات غير مائية، بما في ذلك المحاليل غير المائية النقية والمحاليل غير المائية الجزئية.

العديد من الشوارد القابلة للذوبان في المذيبات العضوية تتطلب أيضًا قياس الرقم الهيدروجيني. تشمل المذيبات العضوية شائعة الاستخدام الإيثانول، والجليكولات، والإيثرات، والأميدات، والنيتريل، والكيتونات، وما إلى ذلك. وترتبط قدرتها على إذابة الشوارد الكهربائية بثابت العزل الكهربائي ε. ويختلف ثابت العزل الكهربائي بشكل كبير عن ثابت العزل الكهربائي للماء (الماء ε=78.3)، وقد يكون أعلى أو أقل من الماء. على سبيل المثال، ثوابت العزل الكهربائي ε للبروبانول، والإيثانول، والميثانول، والجلسرين، والبروبيلين غليكول، والفورماميد هي 20.7، 24.3، 32.6، 36.7، 42.5، و109.5، على التوالي. نظرًا لأن ثابت العزل الكهربائي للمذيبات العضوية يختلف عن ثابت العزل الكهربائي للماء، فإن نطاق الأس الهيدروجيني والنقطة المحايدة لكل مذيب يختلفان بشكل كبير عن تلك الموجودة في الماء.

مع تطور الصناعة والتقدم العلمي والتكنولوجي، تم إجراء الأبحاث المتعلقة بقياس قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول غير المائي تدريجيًا. وأكثرها نضجًا هي الماء الثقيل والبروبانول والإيثانول والميثانول والجلسرين والبروبيلين جليكول والفورماميد.

الماء النقي متعادل كيميائيًا، وثابت منتج الأيون Kw من الماء يساوي 10 أس -14 عند درجة حرارة 250 درجة مئوية. عادةً ما يتم تعريف حجم "نطاق الأس الهيدروجيني المعتاد" للمحاليل المائية على النحو التالي:

-logKw=14 ولذلك فإن نطاق قياس الأس الهيدروجيني يتراوح من 0 إلى 14.

النقطة المحايدة pHn للمحلول المائي هي قيمة الرقم الهيدروجيني التي يكون عندها تركيزات H plus و OH- متساوية. الرقم الهيدروجيني =-1/2logKw

يرتبط الرقم الهيدروجيني بدرجة الحرارة عند 250 درجة مئوية، pHn=,7.00، عند 1000 درجة مئوية، pHn=6.13، انظر الجدول المرفق.

يتم تعريف نطاق الرقم الهيدروجيني للمذيب Z على النحو التالي:
ال

نطاق الأس الهيدروجيني (z)=-log(KAP)Z، (KAP)Z هو المنتج الأيوني لـ Z (المعروف أيضًا برقم الهجرة الأيونية). عند 250 درجة مئوية

عندما يكون الماء Z=، يكون نطاق Kap=10-14pH هو 14pH. الرقم الهيدروجيني =7

Z=أسيتونيتريل، Kap=10-28 نطاق الرقم الهيدروجيني هو 28 درجة الحموضة. الرقم الهيدروجيني =14

Z=فورماميد Kap=10-17نطاق الرقم الهيدروجيني هو 17pH. الرقم الهيدروجيني =8.5

ملاحظة: الرقم الهيدروجيني =14 في المحلول المائي يعني أن قيمة الرقم الهيدروجيني عند الحد الأقصى للقلوية، والرقم الهيدروجيني =14 في محلول الأسيتونتريل هو النقطة المحايدة فقط. لذلك، يجب الانتباه عند مقارنة قيم الرقم الهيدروجيني للمذيبات المختلفة، أي أنه لا توجد مقارنة بين قيم الرقم الهيدروجيني للمذيبات المختلفة.

الاحتياطات عند قياس قيمة الرقم الهيدروجيني للمحاليل غير المائية:

يحتوي المحلول غير المائي على موصلية ضعيفة، وسيتم تشكيل إمكانات تقاطع سائل كبيرة وغير مستقرة بين القطب المرجعي والمحلول المقاس، مما يؤدي إلى أخطاء كبيرة في القياس. يكون القطب المرجعي أقرب ما يكون إلى القطب الزجاجي الأس الهيدروجيني، ويجب أن يكون اختراق KCL للكهارل الكهربائي المرجعي كبيرًا (يجب أن يكون اختراق المنحل بالكهرباء المرجعي الخارجي KCL كبيرًا). من الأفضل استخدام قطب كهربائي مركب. نظرًا للمسافة القريبة والثابتة بين قطب المؤشر والقطب المرجعي في القطب المركب، فمن المفيد الحصول على إمكانات مستقرة وقابلة للتكرار في المحلول غير المائي، ويجب أن تكون خلية قياس الأس الهيدروجيني محمية جيدًا.

عند قياس المستحلب (المستحلب) أو محلول الزيت، من المهم جدًا تحديد نوع الوصلة السائلة بشكل صحيح، كما أن الوصلة السائلة سهلة التجديد والتنظيف. من المستحسن أن تكون الوصلات السائلة المفتوحة أو المغلفة مناسبة لبعض المحاليل غير المائية.

عند القياس عبر الإنترنت، قم بالتحكم الصارم في معدل التدفق (التدفق الصفحي). تجنب الاضطراب.

يجب أن يستخدم مذيب محلول القطب المرجعي تركيبة المحلول المقاسة كمذيب للتخلص من إمكانات الوصلات السائلة غير المستقرة أو استخدام محلول جسر مزدوج الملح.

بعد قياس المحلول غير المائي، غالبًا ما يعاني القطب الزجاجي للأس الهيدروجيني من انخفاض في خصائص الاستجابة. في هذا الوقت، يجب تنظيف القطب باستخدام عامل تنظيف، ثم غمره في 0.1mol/L HCL لعدة ساعات لاستعادة القطب.

بعد قياس المحلول الذي يحتوي على الدهون والبروتين، يمكن غمر القطب في مذيب مختلط يحتوي على البيبسين القوي (بيبسين) HC لعدة ساعات، ثم يتم شطفه بالماء.

لقياس الرقم الهيدروجيني للوسائط غير المائية المشابهة للماء، مثل الماء الثقيل ونظام الماء والكحول، يمكن للقطب الزجاجي أن يحافظ على الاستقرار المحتمل لفترة طويلة في مثل هذه المذيبات. بعد غمر القطب في المذيب، يصل القطب إلى التوازن، ثم يستخدم المحلول المنظم القياسي الذي تم تكوينه في هذا المذيب لمعايرة القطب. قيمة الرقم الهيدروجيني المقاسة بهذه الطريقة هي قيمة الرقم الهيدروجيني النسبية أو قيمة الرقم الهيدروجيني الظاهرة.

بالنسبة لأقطاب قياس الأس الهيدروجيني للمحلول غير المائي، من الأفضل استخدام قطب كهربائي من زجاج الليثيوم بدلاً من قطب الأس الهيدروجيني من زجاج الصوديوم (قطب الأس الهيدروجيني من زجاج الليثيوم أزرق، ومصباح إلكترود الأس الهيدروجيني من زجاج الصوديوم أبيض). نظرًا لأن الرطوبة ضرورية بالنسبة للأقطاب الكهربائية الزجاجية لتشكيل "طبقة جل ترطيب" تستجيب لدرجة الحموضة، فإن أقطاب زجاج الليثيوم تتطلب رطوبة أقل بكثير من أقطاب زجاج الصوديوم.

عند القياس غير المائي، يجب استخدام مقياس الأس الهيدروجيني ذو نطاق كبير (يتجاوز نطاق الرقم الهيدروجيني الكامل 14).