Bestandsaufnahme der Probleme bei der pH-Meter-Messung
1. pH-Messung bei hoher Temperatur
Die hohe Temperatur der wässrigen Lösung liegt im Allgemeinen bei über 60 Grad. Unter dieser Bedingung führt die Lösung insbesondere im alkalischen pH-Bereich zu einer besonders starken Korrosionswirkung auf die Glaselektrode. Dieser Korrosionseffekt führt zu einer Potentialdrift der Glaselektrode und verschlechtert deren Leistung. .
In mikrobiellen Zuchttanks in der Pharma-, Fermentations-, Lebensmittel- und anderen Industriezweigen erfordert die pH-Messung, dass die Glaselektrode einer Hochtemperaturstimulation bei 120-130 Grad standhalten kann, d. h. die Elektrode muss der Erosion einer Hochtemperaturlösung standhalten.
Die
Ein weiteres Problem, das bei der Hochtemperaturmessung gelöst werden muss, ist die Stabilität der Referenzelektrode.
Um die Auflösung von AgCl bei hoher Temperatur zu verhindern, verdicken Sie die AgCl-Schicht, geben Sie festes AgCl zur Elektrodenlösung hinzu oder verwenden Sie einen AgCl-Einkristall als Referenzelektrode. Die Referenzelektrode kann auch außerhalb des Hochtemperaturbereichs angeschlossen und über eine Salzbrücke angeschlossen werden.
2. pH-Messung bei niedriger Temperatur
Bei niedriger Temperatur steigt der Innenwiderstand der Glaselektrode stark an, daher sollte eine pH-Glaselektrode mit niedrigem Innenwiderstand ausgewählt werden und der inneren Lösung der Elektrode ein organisches Lösungsmittel zugesetzt werden, um den Gefrierpunkt zu senken.
3. pH-Messung nichtwässriger Lösungen
Nichtwässrige Lösungen beziehen sich auf Lösungen, die aus nichtwässrigen Lösungsmitteln bestehen, einschließlich reiner nichtwässriger Lösungen und teilweiser nichtwässriger Lösungen.
Viele in organischen Lösungsmitteln lösliche Elektrolyte erfordern ebenfalls eine pH-Messung. Zu den häufig verwendeten organischen Lösungsmitteln gehören Ethanol, Glykole, Ether, Amide, Nitrile, Ketone usw. Ihre Fähigkeit, Elektrolyte aufzulösen, hängt von ihrer Dielektrizitätskonstante ε ab. Ihre Dielektrizitätskonstante unterscheidet sich erheblich von der von Wasser (Wasser ε=78.3) und kann höher oder niedriger als die von Wasser sein. Beispielsweise betragen die Dielektrizitätskonstanten ε von Propanol, Ethanol, Methanol, Glycerin, Propylenglykol und Formamid 20,7, 24,3, 32,6, 36,7, 42,5 bzw. 109,5. Da sich die Dielektrizitätskonstante organischer Lösungsmittel von der von Wasser unterscheidet, unterscheiden sich der pH-Bereich und der Neutralpunkt jedes Lösungsmittels erheblich von denen von Wasser.
Mit der Entwicklung der Industrie und dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie wurden nach und nach Forschungen zur Messung des pH-Werts nichtwässriger Lösungen durchgeführt. Die reiferen sind schweres Wasser, Propanol, Ethanol, Methanol, Glycerin, Propylenglykol und Formamid.
Reines Wasser ist chemisch neutral und die Ionenproduktkonstante Kw von Wasser beträgt 10 hoch -14 bei 250 °C. Die Größe des „üblichen pH-Bereichs“ für wässrige Lösungen wird üblicherweise wie folgt definiert:
-logKw=14 Daher liegt der pH-Messbereich zwischen 0 und 14.
Der Neutralpunkt pHn einer wässrigen Lösung ist der pH-Wert, bei dem die Konzentrationen von H plus und OH- gleich sind. pHn=-1/2logKw
pHn hängt mit der Temperatur zusammen, bei 250 °C pHn=,7.00, bei 1000 °C pHn=6.13, siehe beigefügte Tabelle.
Der pH-Bereich des Z-Lösungsmittels ist definiert als:
Die
pH-Bereich (z)=-log(KAP)Z, (KAP)Z ist das Ionenprodukt von Z (auch bekannt als Ionenwanderungszahl). bei 250°C
Bei Z=Wasser liegt der pH-Bereich von Kap=10-14 bei 14 pH. pHn=7
Z=Acetonitril, Kap=10-28 pH-Bereich ist 28 pH. pHn=14
Der pH-Bereich von Z=Formamid Kap=10-17 beträgt 17 pH. pHn=8.5
Hinweis: pH=14 in wässriger Lösung bedeutet den pH-Wert bei maximaler Alkalität, und pH=14 in Acetonitrillösung ist nur der Neutralpunkt. Daher sollte beim Vergleich der pH-Werte verschiedener Lösungsmittel darauf geachtet werden, dass keine Vergleichbarkeit zwischen den pH-Werten verschiedener Lösungsmittel besteht.
Vorsichtsmaßnahmen bei der Messung des pH-Wertes nichtwässriger Lösungen:
Die nichtwässrige Lösung hat eine schlechte Leitfähigkeit und es entsteht ein großes und instabiles Flüssigkeitsübergangspotential zwischen der Referenzelektrode und der gemessenen Lösung, was zu erheblichen Messfehlern führt. Die Referenzelektrode befindet sich so nah wie möglich an der pH-Glaselektrode, und die KCL-Penetration des Referenzelektrodenelektrolyten sollte groß sein (die KCL-Penetration des externen Referenzelektrodenelektrolyten sollte groß sein). Am besten verwenden Sie eine Verbundelektrode. Aufgrund des engen und festen Abstands zwischen der Indikatorelektrode und der Referenzelektrode in der Verbundelektrode ist es vorteilhaft, ein stabiles und wiederholbares Potential in der nichtwässrigen Lösung zu erhalten, und die pH-Messzelle sollte gut abgeschirmt sein.
Bei der Messung von Emulsionen (Emulsionen) oder Öllösungen ist es sehr wichtig, den Typ der Flüssigkeitsverbindung richtig auszuwählen, und die Flüssigkeitsverbindung lässt sich leicht erneuern und reinigen. Für einige nichtwässrige Lösungen wird empfohlen, dass offene oder ummantelte Flüssigkeitsanschlüsse geeignet sind.
Kontrollieren Sie bei Online-Messungen streng die Durchflussrate (laminare Strömung). Vermeiden Sie Turbulenzen.
Das Lösungsmittel der Referenzelektrodenlösung sollte die gemessene Lösungszusammensetzung als Lösungsmittel verwenden, um das instabile Flüssigkeitsübergangspotential zu beseitigen, oder eine Doppelsalzbrückenlösung verwenden.
Nach der Messung der nichtwässrigen Lösung weist die pH-Glaselektrode häufig eine Verschlechterung der Ansprecheigenschaften auf. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Elektrode mit einem Reinigungsmittel gereinigt und dann mehrere Stunden lang in 0,1 mol/L HCL getaucht werden, um die Elektrode wiederherzustellen.
Nach der Messung der fett- und proteinhaltigen Lösung kann die Elektrode mehrere Stunden lang in ein Lösungsmittelgemisch mit starkem Pepsin (Pepsin) HC eingetaucht und anschließend mit Wasser gespült werden.
Bei der pH-Wert-Messung nichtwässriger, wasserähnlicher Medien wie schwerem Wasser und Wasser-Alkohol-Systemen kann die Glaselektrode das Potential in solchen Lösungsmitteln über lange Zeit stabil halten. Nach dem Eintauchen der Elektrode in das Lösungsmittel erreicht die Elektrode das Gleichgewicht und verwendet dann die in diesem Lösungsmittel konfigurierte Standardpufferlösung, um die Elektrode zu kalibrieren. Der mit dieser Methode gemessene pH-Wert ist ein relativer pH-Wert oder ein scheinbarer pH-Wert.
Für pH-Messelektroden für nichtwässrige Lösungen ist es besser, eine Lithiumglas-Elektrode anstelle einer Natriumglas-pH-Elektrode zu verwenden (die Lithiumglas-pH-Elektrode ist blau und die Glühbirne der Natriumglas-pH-Elektrode ist weiß). Da bei Glaselektroden Feuchtigkeit erforderlich ist, um eine auf den pH-Wert reagierende „Hydratationsgelschicht“ zu bilden, benötigen Lithiumglaselektroden viel weniger Feuchtigkeit als Natriumglaselektroden.
Bei der Messung von Nicht-Wasser sollte ein pH-Meter mit einem großen Bereich (über den vollständigen pH14-Bereich hinaus) verwendet werden.
