Utiliser un pH-mètre

Le pH-mètre est un appareil électrique qui détermine l’acidité ou la basicité des solutions aqueuses, l’un des paramètres les plus couramment surveillés.

Pour utiliser un pH-mètre, l’électrode de pH est d’abord étalonnée avec des solutions tampons standard dont les valeurs de pH sont connues et qui couvrent la plage mesurée. Pour effectuer une mesure du pH, l’électrode est immergée dans la solution de l’échantillon jusqu’à ce qu’une lecture stable soit atteinte. L’électrode est ensuite rincée après chaque échantillon et stockée dans une solution de stockage une fois toutes les mesures terminées.

Cette vidéo montrera comment étalonner un pH-mètre et obtenir des mesures de pH, ainsi que quelques conseils sur la manipulation de l’électrode fragile.

Lorsqu’un acide ou une base est placé dans l’eau, des réactions d’hydrolyse peuvent se produire. La quantité d’ions hydronium ou d’ions hydroxyde produite dans la réaction détermine l’acidité ou la basicité de la solution. Cette propriété importante est généralement évaluée par la concentration de l’ion hydronium, qui est souvent abrégé en ion hydrogène ou en proton. Pour la plupart des solutions, la concentration en ions hydrogène, exprimée en moles par litre, est très faible, de sorte qu’une quantité plus pratique, le pH, a été introduite.

Le pH est défini comme le logarithme négatif de la concentration molaire de l’ion hydrogène. L’échelle de pH varie de 0 à 14. L’eau pure est neutre avec un pH de 7 ; Un pH inférieur à 7 est acide et un pH supérieur à 7 est basique. Comme l’échelle de pH est logarithmique, une diminution unitaire du pH équivaut à une augmentation dix fois plus importante de l’acidité.

Alors, comment le pH-mètre mesure-t-il le pH ? Un composant clé d’un pH-mètre est une électrode sensible aux ions hydrogène. La solution à l’intérieur de cette électrode contient une concentration connue d’ions hydrogène. Lorsque l’électrode est immergée dans une solution de pH inconnu, un potentiel électrique se développe en fonction de la concentration en ions hydrogène dans la solution d’essai. Cette électrode sensible aux ions hydrogène, ainsi qu’une électrode de référence avec laquelle elle est souvent combinée en un seul corps, sont connectées au pH-mètre, de sorte que le potentiel développé peut être mesuré et converti en valeur de pH.

Maintenant que vous comprenez la théorie derrière un pH-mètre, examinons son utilisation dans un cadre agricole.

Avant les mesures de pH, le pH-mètre est étalonné. L’étalonnage doit être effectué au début de chaque journée ou avant chaque mesure si des données extrêmement précises sont requises.

Choisissez des tampons qui couvrent la gamme de valeurs de pH des échantillons. Dans cette démonstration, le pH-mètre est étalonné avec trois tampons de pH 4, 7 et 10. Assurez-vous que les tampons sont récents, inutilisés et non expirés.

Pour commencer, allumez le pH-mètre en appuyant sur le bouton d’alimentation.

Ensuite, branchez la sonde de pH et la sonde de compensation automatique de température, ou sonde ATC, dans l’appareil. Sur l’écran LCD, assurez-vous que le mode de mesure est « pH ». Si ce n’est pas le cas, appuyez sur le bouton « MODE » jusqu’à ce que « pH » apparaisse.

Ensuite, retirez l’électrode de pH du tampon de stockage. Veillez à ne pas laisser l’ampoule de l’électrode sécher à tout moment pendant l’expérience. Rincez l’électrode avec de l’eau distillée, puis avec le tampon standard de pH 7.

Ensuite, plongez l’électrode de pH dans le tampon. Mélangez le tampon avec une barre magnétique pour de meilleurs résultats. Pour éviter de casser l’électrode fragile, assurez-vous de garder une distance entre l’électrode et la barre d’agitation.

Appuyez sur le bouton « CAL(ibration) / MEAS(urement) » pour sélectionner la fonction d’étalonnage. Réglez la valeur du pH du tampon sur 7,00. Lorsque la lecture est stable, appuyez sur « ENTER ». La lecture principale clignote brièvement ; Ensuite, l’écran secondaire affiche les tampons restants. L’électrode est maintenant prête à être calibrée avec le tampon standard suivant.

Rincez l’électrode de pH comme précédemment, d’abord avec de l’eau distillée, puis avec le tampon standard de pH 4. Ensuite, placez l’électrode dans le tampon. Lorsque la lecture est stable, appuyez sur « ENTER ». La lecture principale clignote brièvement, suivie d’un affichage du pourcentage d’efficacité, ou pente, avant que les tampons restants ne s’affichent sur l’affichage secondaire.

Enfin, répétez les étapes de rinçage et d’étalonnage avec le tampon standard pH 10. La lecture stable doit être de pH 10,01. Une fois que vous appuyez sur « Enter », l’étalonnage en 3 points est terminé et le compteur revient automatiquement en mode de mesure.

L’appareil est maintenant prêt à être utilisé pour analyser des échantillons de sol provenant d’un champ de pommes de terre.

Commencez les mesures de pH en rinçant abondamment l’électrode de pH avec de l’eau distillée. Épongez doucement l’électrode sur un chiffon de nettoyage de laboratoire pour éliminer l’excès d’eau. Veillez à ne pas frotter l’ampoule car cela peut provoquer une accumulation de charge statique. L’étape de rinçage doit être effectuée entre chaque échantillon pour éviter toute contamination.

Ensuite, trempez l’électrode de pH dans un échantillon en agitant. La vitesse d’agitation doit être la même que lors de l’étalonnage. Attendez que la lecture devienne stable, ce qui devrait prendre moins de 60 s pour la plupart des échantillons, puis notez la valeur du pH. Si nécessaire, appuyez sur le bouton « HOLD » pour figer l’affichage de lecture. Appuyez à nouveau pour reprendre la lecture en direct. La valeur du pH peut être stockée en mémoire en appuyant sur le bouton « MI » ? (ou ?insertion mémoire) ?. La valeur de l’emplacement de la mémoire stockée, ou StO, s’affiche brièvement.

Répétez les étapes de rinçage et de mesure comme indiqué précédemment pour tous les échantillons restants. Une fois toutes les mesures terminées, rincez abondamment l’électrode avant de la placer dans la solution de stockage.

Dans cette expérience, le pH de plusieurs échantillons de sol provenant de champs agricoles a été mesuré. Le pH a de nombreux effets sur la croissance des cultures, notamment la disponibilité des nutriments, la toxicité et le contrôle des maladies. Différentes cultures ont des plages de pH de croissance optimale. En contrôlant le pH, la maladie peut être minimisée tout en augmentant le rendement.

Les échantillons de sol ont été prélevés dans cinq champs de pommes de terre selon différentes pratiques de rotation des cultures avec ou sans irrigation des eaux souterraines. L’irrigation par eau souterraine a constamment augmenté le pH du sol dans les cinq champs. Ces données sont essentielles pour fournir des recommandations de chaulage pour les champs de pommes de terre.

De nombreux domaines scientifiques nécessitent des mesures ou une surveillance du pH dans leurs recherches.

Par exemple, pour utiliser la biomasse plus efficacement et mieux comprendre l’architecture de la paroi cellulaire végétale, une série de réactions a été réalisée pour synthétiser des biomimes du bois, afin de mieux comprendre l’architecture de la paroi cellulaire végétale.

Dans un premier temps, la fibre de pâte kraft a été utilisée pour générer de la cellulose nanofibrillée. Le pH du mélange réactionnel diminuait à mesure que les groupes hydroxyles sur la cellulose étaient oxydés.

Le pH a été surveillé et ajusté en permanence par l’ajout d’hydroxyde de sodium. Une fois que tous les groupes hydroxyles accessibles étaient oxydés, le pH ne changeait plus et la réaction était complète.

Dans cette étude environnementale, les eaux de ruissellement ont été analysées dans une installation simulant des paysages urbains. Les eaux de ruissellement peuvent transporter des nutriments et des sédiments dans les cours d’eau et les lacs locaux, où elles peuvent contribuer à l’eutrophisation.

Une installation avec plusieurs parcelles de terrain a été construite et les eaux de ruissellement ont été recueillies. Le pH des échantillons de ruissellement, ainsi que d’autres constituants chimiques, a été quantifié.

Dans la recherche en sciences de la vie, le pH est également d’un grand intérêt, car il est strictement régulé dans les organismes vivants. Dans cet exemple, des capteurs de pH fluorescents ont été développés.

Pour calibrer ces capteurs in vitro, un titrage du pH a été effectué dans une cuvette, où le pH de la solution du capteur a été mesuré avec une microélectrode, et les spectres d’émission à chaque pH ont été obtenus. De cette façon, l’intensité de la fluorescence pourrait être tracée en fonction du pH pour générer une courbe d’étalonnage.

Ces capteurs ont ensuite été utilisés pour mesurer le pH dans les cellules vivantes.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à l’utilisation d’un pH-mètre. Vous devriez maintenant comprendre ce qu’est le pH, comment fonctionne le lecteur et comment l’utiliser pour mesurer le pH.

Merci d’avoir regardé !