PH-metria – technika pomiaru pH. Umożliwia określenie ilości jonów wodorowych w

roztworach wodnych.

H A⇔ H

+

+

A

-

[

H

+

]=[

OH

-

]

- obojętny odczyn roztworu

[

H

+

]>[

OH

-

] - kwaśny odczyn roztworu

[

H

+

]<[

OH

-

] - zasadowy odczyn roztworu

Stopień dysocjacji zależy od:

•

rodzaju kwasu/zasady,

•

temperatury,

•

stężenia roztworu.
Stopień dysocjacji kwasu lub zasady jest miarą jego aktywności.

V

1

– prędkość rozpadu

V

2

– prędkość łączenia

[AB] – stężenie molowe odpowiednich składników roztworu

V

1

=

V

2

V

1

=

K

1

[

AB]

V

2

=[

A

+

][

B

-

]

K

2

K

1

[

AB]=K

2

[

A

+

][

B

-

]

K

(

t)

=

K

1

K

2

=

[

A

+

][

B

-

]

[

AB]

- stała dysocjacji zależna od temperatury i stężenia roztworu

[

H

2

O]⇔[H

+

]+[

OH

-

]

[

H

+

][

OH

-

]=

K

w

K

w t <25 ° C

=

10

−

14

mol

2

l

2

[

H

+

]=

10

−

7

mol

l

=[

OH

-

]

Jeżeli dolejemy kwasu to [H+] wzrośnie, a [OH-] zmaleje.
Wskaźnik pH – ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorowych.
Tradycyjna definicja wskaźnika pH:

pH =−log

10

(

H

3

O

+

)

Definicja skali według norm:

Zależność między SEM ogniwa a stężeniem jonów wodorowych.
Elektrochemiczny potencjał elektrody metalowej umieszczonej w elektrolicie, w którym

zachodzi wymiana jonów metalu można obliczyć z bilansu energetycznego.

Rysunek 1: Ogniwo galwaniczne stężeniowe z elektrodami wodorowymi

H

2

E

KCl

Pt

Pt

C

H1

C

H2

E=

RT
nF

ln(

C

H2

C

H1

)+

E

0

T – temperatura bezwzględna [K],
R – stała gazowa,
n – wartościowość metalu,
F- stała Faradaya
C

H1

– stężenie jonów wodorowych zredukowanych,

C

H2

- stężenie jonów wodorowych utlenionych,

E

0

– potencjał elektrody względem, której wyznaczony jest potencjał.

E=E

n

log(

C

H2

C

H1

)

pH

2

=−

log(C

H2

)=

E

E

n

−

log(C

H1

)

Jako wzorcowe roztwory stosuje się roztwory buforowe (elektrolity).
Elektrody:

•

metalowe – mają prostą budowę, zastosowanie jest ograniczone, gdyż są wrażliwe na
zanieczyszczenia i silny wpływ ośrodków utleniających i redukujących, charakteryzują się
niskim oporem elektrycznym i niskim kosztem.

•

Szklane – nie zależy od składu badanego roztworu, może być stosowana w całym zakresie
pH, odporna na czynniki chemiczne, duża oporność, wykonywane z w postaci
cienkościennych baniek, wewnątrz których znajduje się elektroda wprowadzająca,
zanurzona w zapełniającym bańkę roztworze buforowym; potencjały na zewnątrz i
wewnątrz powierzchni elektrody są proporcjonalne do odpowiednich stężeń jonów
wodorowych.

•

kalomelowa, chlorosrebrowa – stosowane jako elektrody porównawcze, mają doskonale
określoną i powtarzalną wartość potencjału, niezależną od stężenia jonów wodorowych
badanego elektrolitu.

Rysunek 2: Schemat pH-metru

1 – elektroda wskaźnikowa
2 – elektroda porównawcza

R

1

R

2

1

2

+

-

A/C

mikroprocesor

wskaźnik cyfrowy

wzmacniacz operacyjny