Potentiomètre (pH mètre) Pour ce qui fonctionne et comment ça marche

Un potentiomètre Il est le dispositif utilisé pour mesurer la différence de potentiel entre une électrode de travail et une référence, lorsque les deux sont immergées dans une solution que l'on souhaite pour déterminer leur acidité ou la basicité, exprimant ce que le pH.

La potentiométrie se réfère ainsi à la méthode analytique utilisée pour déterminer la concentration en ions H⁺ dans une substance en solution, en utilisant un potentiomètre et les deux électrodes mentionnées ci-dessus.

Dans le cas de l'électrode de référence, il présente un potentiel connu, constant et stable, contrairement à l'électrode de travail. Le potentiel qui se développe dans cette dernière électrode varie proportionnellement à la concentration en ions H⁺ qui sont dans la solution.

Ce potentiel est également fortement influencé par la température à laquelle la mesure est effectuée.

Index

• 1 Qu'est-ce que c'est?
• 2 Comment ça marche?
  • 2.1 électrodes
  • 2.2 Etalonnage d'un potentiomètre
• 3 références

A quoi ça sert?

Un grand nombre de procédés sont mis en œuvre dans l'industrie - tels que la production de médicaments, la transformation des aliments et la purification de l'eau - qui sont très sensibles aux variations du pH. Pour cette raison, sa mesure correcte est si importante.

Comme mentionné précédemment, le pH est un paramètre utilisé pour mesurer l'acidité ou l'alcalinité d'une solution en phase aqueuse en analysant la concentration de Hions.⁺ dans la solution. Ensuite, la valeur du pH est calculée par l'équation suivante:

pH = -log [H⁺]

Le potentiomètre est donc utilisé pour mesurer le pH d'une substance en solution.

Lorsque le potentiomètre est relié aux deux électrodes immergées dans la solution que vous voulez analyser, cette détecte la différence de potentiel entre l'électrode de travail et le signal de référence et en amplifiant ce qui en fait une valeur de pH à l'aide de l'équation décrite ci-dessus.

Comment ça marche?

Le fonctionnement d'un potentiomètre est basé sur le mécanisme d'une cellule électrochimique, où les ions H sont impliqués⁺ dans la réaction chimique de la cellule pour déterminer la concentration de ces ions dans la solution et obtenir ainsi le pH de celle-ci.

Lorsque l'on souhaite mesurer le pH d'une solution par potentiométrie, on utilise un potentiomètre et une électrode; le premier est le dispositif qui détermine le pH, tandis que le second est basé sur la combinaison d'une électrode de référence et d'une électrode de mesure sensible aux analytes.

Ici, un circuit dans lequel circule un courant électrique entre les électrodes et la solution où ils exercent la fonction d'une batterie lorsqu'elle est immergée dans ladite solution est formée.

De cette façon, le potentiomètre est conçu pour générer une tension égale à zéro (en unités de millivolts) lorsque vous avez un pH égal à sept; c'est neutre.

En outre, quand il y a une augmentation des valeurs potentielles (chiffres positifs) des moyens qui ont des valeurs de pH plus bas, et quand on observe une diminution -Que ceux-ci disent un nombre de négative- parlent de croissance interne des valeurs plus élevées de pH.

Électrodes

L'électrode de mesure (ou de travail) consiste en un dispositif dans lequel la réaction étudiée (oxydation ou réduction) est réalisée.

Bien qu'il existe de nombreux types, il est généralement constitué de verre, constitué d'une membrane de verre très mince avec une perméabilité aux ions H.⁺ du support dans lequel il se trouve.

En plaçant ceci dans une solution qui a une différente de la solution présente dans le pH de la cellule, une différence de potentiel est générée entre les deux faces de la membrane et cette différence peut être enregistrée au moyen d'une électrode de référence.

D'autre part, l'électrode de référence est un dispositif qui présente des caractéristiques de potentiel stable et de valeur connue, qui est normalement utilisée comme anode dans la cellule électrochimique.

Un exemple de ce type d'électrode est une qui se compose d'un fil d'argent, qui est enrobé d'argent et de chlorure immergé dans un acide chlorhydrique dilué, ou le calomel saturé électrode de référence que celui représenté dans la figure ci-dessous.

Le potentiomètre détermine donc la différence de potentiel générée entre les électrodes, même si seul le potentiel de l’électrode de travail dépend des concentrations des espèces ioniques.

Etalonnage d'un potentiomètre

L'étalonnage d'un potentiomètre doit être effectué à l'aide de solutions tampons (également appelées solutions tampons ou tampons) connues, constituées de systèmes à pH pratiquement invariable contenant une substance faible et ses espèces conjuguées.

Chaque solution tampon a un pH spécifique, qui peut être acide (pH <7), basique (pH> 7) ou neutre (pH = 7) et peut être acheté dans le commerce déjà standardisé ou préparé en laboratoire avec des réactifs certifiés et grâce à l’utilisation de procédures établies et validées.

Comme les potentiomètres mesurent la valeur du pH dans une plage considérée comme large, il faut savoir si l'analyte a un pH supérieur ou inférieur à sept pour procéder à son étalonnage correct.

Donc, pour les échantillons dont le pH devrait être basique, il faut l'étalonner avec une solution tampon de pH égal à sept et un autre de pH plus élevé (normalement, un pH de 10 est utilisé).

En revanche, pour les échantillons dont le pH de type acide est attendu, celui-ci est étalonné avec une solution tampon de pH égal à sept et un autre de pH inférieur (normalement un pH de quatre est utilisé).

Enfin, le réétalonnage de cet instrument de mesure doit être effectué avant et après chaque utilisation, en enregistrant ses résultats, y compris la date et l’heure auxquelles ils ont été fabriqués et les caractéristiques des solutions tampons utilisées pour le contrôler.

Références

1. Wikipedia. (s.f.) pH mètre. Récupéré de es.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chimie, neuvième édition. (McGraw-Hill)
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6. Cable, M. (2005). Calibration: Guide du technicien. Récupéré de books.google.co.ve