Badanie Przewodnictwa Elektrycznego Roztworów z Wykorzystaniem Wody Destylowanej: Metody Pomiaru
- Szczegóły
Kontrola pH substancji w postaci płynnej ma zasadnicze znaczenie w analizie oraz procesach chemicznych.
Wprowadzenie do pomiaru pH
Pomiar środowiska (odczynu) wskazuje czy w określonym roztworze więcej jest kationów wodorotlenowych H+, wówczas mówimy o odczynie kwaśnym, czy najwięcej znajduje się anionów wodorotlenowych OH-, wtedy występuje odczyn alkaliczny (zasadowy). Należy pamiętać, że z wartości pH można wyznaczyć aktywność kationów wodorowych. Kationy wodorowe są charakterystyczne dla kwasów.
Ściślejsza definicja pH mówi, że wartość ta jest ujemnym dziesiętnym logarytmem z aktywności kationów wodorowych (aktywność może być równa stężeniu jedynie dla roztworów rozcieńczonych, dla bardziej stężonych - bierze się pod uwagę również inne czynniki).
Pomiar musi być przeprowadzany w odpowiednich warunkach: 20°C oraz ciśnieniu atmosferycznym. Gdy pH jest równe 3 oznacza to, iż w 1 dm3 mieści się 10-3 moli kationów wodorowych. Jeśli weźmie się pod uwagę kwasy.
Elektroda, która służy do pomiaru, najczęściej jest szklana (rurka szklana), w jej wnętrzu umieszczony jest roztwór standardowy. Zanurza się ją do roztworu. W wyniku różnic potencjałów pomiędzy elektrodą pomiarową a mierzonym roztworem tworzy się siła elektromotoryczna, w skrócie zwana SEM.
Przeczytaj także: Badanie EKG: Zespół preekscytacji
Wartość pH jest wyświetlana na elektronicznym monitorze. Tak jak już zaznaczono, pomiar stężenia kationów wodorowych, jest metoda porównawczą. Potencjał odniesienia stanowi inna elektroda, zanurzona w odpowiednim roztworze.
Bardzo ważną rolę w określeniu wartości pH mają indykatory (wskaźniki). Ich zabarwienie jest zależne od środowiska. Najpopularniejszymi indykatorami są fenoloftaleina, oranż metylowy.
Uniwersalne papirki nasącza się mieszaniną wskaźników (których punkty zmiany barwy są różne). Dla każdej jednostki pH odpowiada odmienne zabarwienie. w wyniku czego tworzy się cząsteczka wody. Teoria ta stała się bardzo popularna.
Wyjaśnia budowę zasad oraz kwasów. Teoria Arrheniusa przetrwała wiele lat i była uważna za jedna z głównych. Taki prosty sposób tłumaczenia zachowania się niektórych związków chemicznych, bywa w niektórych przypadkach bardzo zawodny, nie tłumaczy wielu chemicznych faktów.
Praktyczne zastosowanie pomiaru pH
Do celów praktycznych pomiarów pH posługujemy się najczęściej elektrodą zespoloną, składającą się z dwóch elektrod: szklanej i chlorosrebrowej, umieszczonych w jednej obudowie (rys. Rys. 6.3.6.1.
Przeczytaj także: Mikrobiologiczne Badanie Wody: Dlaczego Jest Ważne?
Różnicę potencjałów obu elektrod (siła elektromotoryczna - SEM ogniwa) mierzy się za pomocą pehametru. Pehametr przed pomiarami należy wykalibrować stosując wzorcowe roztwory buforowe.
Przed przystąpieniem do oznaczenia należy pehametr sprawdzić zgodnie z instrukcją i wzorcować według roztworu buforowego. Z rozdrobnionej próbki badanego mydła przygotować 1% roztwór, rozpuszczając odważkę w wodzie destylowanej świeżo wygotowanej.
W celu sprawdzenia pH wyciągu wodnego proszku do prania należy przygotować 1% (m/m) roztwór środka piorącego w wodzie destylowanej w ilości 100 cm³.
Przed przystąpieniem do pomiaru każdorazowo sprawdzić działanie pehametru i wyskalować na bufor o pH najbardziej zbliżonym do przewidywanego pH roztworu badanego.
Roztwór badany przelać do zlewki o pojemności 100 cm³. Elektrody przemyć wodą destylowaną, kolejno badanym roztworem, po czym zanurzyć w badanym roztworze. Odczytać na skali pehametru wartość pH roztworu.
Przeczytaj także: Próbki ścieków: poprawne badanie
Do kolby miarowej o pojemności 100 cm³ odważyć 1 g badanego płynu do kąpieli i uzupełnić do kreski wodą destylowaną o pH 6,3-7,0, po czym zawartość kolby dokładnie wymieszać. Przygotowany w ten sposób 1% roztwór przenieść do kolby stożkowej i wykonać pomiar pH w temperaturze 20°C.
Pomiar pH past do zębów przeprowadza się w podobny sposób jak w przypadku szamponów, z tą różnicą, że mierzy się pH zawiesiny składającej się z 25 g badanej pasty i 75 cm³ wody odpowiednio przygotowanej.
Pomiar Przewodności Elektrycznej Gleby (EC)
Pomiar przewodności elektrycznej gleby (EC) to kluczowy element oceny jakości gleby, jej żyzności oraz poziomu zasolenia. Elektryczna przewodność gleby jest miarą zdolności gleby do przewodzenia prądu elektrycznego, co jest bezpośrednio związane z obecnością rozpuszczonych soli.
Dzięki odpowiednim narzędziom, takim jak testery gleby marki Hanna Instruments, rolnicy, ogrodnicy i naukowcy mogą monitorować właściwości gleby, co wpływa na optymalizację nawożenia, irygacji i poprawę warunków wzrostu roślin.
Narzędzia niezbędne do pomiaru EC gleby
Poniżej przedstawiamy szczegółowy przewodnik, krok po kroku, jak wykonać pomiar EC gleby przy użyciu testerów Hanna:
- Przygotowanie próbki gleby
- Pobierz reprezentatywną próbkę: Upewnij się, że próbka pochodzi z kilku miejsc pola, aby uzyskać uśredniony wynik.
- Oczyść próbkę: Usuń wszelkie zanieczyszczenia, takie jak kamienie czy resztki roślin, które mogą wpłynąć na wynik.
- Przygotowanie roztworu
- Dodaj wodę dejonizowaną: Do czystego pojemnika wlej określoną ilość wody dejonizowanej (zgodnie z instrukcjami producenta) i dodaj próbkę gleby.
- Wymieszaj próbkę: Dokładnie wymieszaj wodę z glebą, aby uzyskać jednorodny roztwór, który umożliwi precyzyjny pomiar przewodności.
- Kalibracja i przygotowanie testera
- Włącz tester EC: Upewnij się, że urządzenie jest skalibrowane zgodnie z zaleceniami producenta. Wiele modeli posiada funkcję samokalibracji lub wymaga ręcznego ustawienia.
- Sprawdź stan elektrod: Upewnij się, że elektrody są czyste i wolne od osadów, co gwarantuje dokładność pomiaru.
- Wykonanie pomiaru
- Umieść sondę w roztworze: Delikatnie zanurz sondę testera w przygotowanym roztworze gleby.
- Odczytaj wynik: Po kilku sekundach urządzenie powinno wyświetlić wartość EC. Zanotuj wynik i, jeśli to konieczne, powtórz pomiar dla zwiększenia wiarygodności danych.
Regularność pomiarów: Aby monitorować zmiany w glebie, warto wykonywać pomiary okresowo.
tags: #badanie #przewodnictwa #elektrycznego #roztworów #woda #destylowana
