Usando um medidor de pH

O medidor de pH é um dispositivo elétrico que determina a acidez ou basicidade de soluções aquosas, um dos parâmetros mais comumente monitorados.

Para usar um medidor de pH, o eletrodo de pH é primeiro calibrado com soluções tampão padrão com valores de pH conhecidos que abrangem a faixa que está sendo medida. Para fazer uma medição de pH, o eletrodo é imerso na solução de amostra até que uma leitura constante seja alcançada. O eletrodo é então enxaguado após cada amostra e armazenado em uma solução de armazenamento após a conclusão de todas as medições.

Este vídeo demonstrará como calibrar um medidor de pH e obter medições de pH, além de oferecer algumas dicas sobre como lidar com o eletrodo frágil.

Quando um ácido ou uma base é colocado na água, podem ocorrer reações de hidrólise. A quantidade de íons hidrônio ou íons hidróxido produzidos na reação determina a acidez ou basicidade da solução. Esta importante propriedade é comumente avaliada pela concentração do íon hidrônio, que muitas vezes é abreviado como íon hidrogênio ou próton. Para a maioria das soluções, a concentração de íons de hidrogênio, expressa em moles por litro, é muito pequena, portanto, uma quantidade mais prática, pH, foi introduzida.

pH é definido como o logaritmo negativo da concentração molar do íon hidrogênio. A escala de pH varia de 0 a 14. A água pura é neutra com um pH de 7; pH menor que 7 é ácido e pH maior que 7 é básico. Como a escala de pH é logarítmica, uma diminuição unitária no pH equivale a um aumento de dez vezes na acidez.

Então, como o medidor de pH mede o pH? Um componente-chave de um medidor de pH é um eletrodo sensível a íons de hidrogênio. A solução dentro deste eletrodo contém uma concentração conhecida de íons de hidrogênio. Quando o eletrodo é imerso em uma solução de pH desconhecido, um potencial elétrico se desenvolve em função da concentração de íons de hidrogênio na solução de teste. Este eletrodo sensível a íons de hidrogênio, juntamente com um eletrodo de referência com o qual é frequentemente combinado em um corpo, é conectado ao medidor de pH, para que o potencial desenvolvido possa ser medido e convertido no valor de pH.

Agora que você entende a teoria por trás de um medidor de pH, vamos dar uma olhada em seu uso em um ambiente agrícola.

Antes das medições de pH, o medidor de pH é calibrado. A calibração deve ser realizada no início de cada dia ou antes de cada medição, se forem necessários dados extremamente precisos.

Escolha tampões que abranjam a faixa de valores de pH das amostras. Nesta demonstração, o medidor de pH é calibrado com três tampões com pH 4, 7 e 10. Verifique se os buffers são novos, não utilizados e não expirados.

Para começar, ligue o medidor de pH pressionando o botão liga/desliga.

Em seguida, conecte a sonda de pH e a compensação automática de temperatura, ou sonda ATC, na unidade. No visor LCD, certifique-se de que o modo de medição seja "pH". Caso contrário, pressione o botão "MODE" até que "pH" apareça.

Em seguida, remova o eletrodo de pH do tampão de armazenamento. Tenha cuidado para não permitir que o bulbo do eletrodo seque em nenhum momento durante o experimento. Enxágue o eletrodo com água destilada, seguido pelo tampão padrão de pH 7.

Em seguida, mergulhe o eletrodo de pH no tampão. Mexa o tampão com uma barra magnética para obter melhores resultados. Para evitar quebrar o eletrodo frágil, certifique-se de manter uma distância entre o eletrodo e a barra de agitação.

Pressione o botão "CAL(ibration) / MEAS(urement)" para selecionar a função de calibração. Defina o valor do pH do tampão para 7,00. Quando a leitura estiver estável, pressione "ENTER". A leitura primária pisca brevemente; Em seguida, o display secundário mostra os buffers restantes. O eletrodo agora está pronto para ser calibrado com o próximo tampão padrão.

Enxágue o eletrodo de pH como antes, primeiro com água destilada e, em seguida, com o tampão padrão de pH 4. Em seguida, coloque o eletrodo no tampão. Quando a leitura estiver estável, pressione "ENTER". A leitura primária pisca brevemente, seguida por uma exibição da eficiência percentual, ou inclinação, antes que os buffers restantes sejam mostrados na tela secundária.

Por fim, repita as etapas de enxágue e calibração com o tampão padrão de pH 10. A leitura constante deve ser pH 10,01. Assim que "Enter" for pressionado, a calibração de 3 pontos é feita e o medidor retornará automaticamente ao modo de medição.

O dispositivo agora está pronto para ser usado para testar amostras de solo de um campo de batata.

Inicie as medições de pH enxaguando bem o eletrodo de pH com água destilada. Seque suavemente o eletrodo em um lenço de limpeza de laboratório para remover o excesso de água. Tenha cuidado para não esfregar a lâmpada, pois isso pode causar acúmulo de carga estática. A etapa de enxágue deve ser realizada entre cada amostra para evitar contaminação.

Em seguida, mergulhe o eletrodo de pH em uma amostra com agitação. A velocidade de agitação deve ser a mesma que durante a calibração. Aguarde até que a leitura fique estável, o que deve levar menos de 60 s para a maioria das amostras e, em seguida, registre o valor do pH. Se necessário, pressione o botão "HOLD" para congelar a exibição de leitura. Pressione novamente para retomar a leitura ao vivo. O valor do pH pode ser armazenado na memória pressionando o botão "MI"? (ou?inserção de memória)?botão. O valor do local da memória armazenada, ou StO, será exibido brevemente.

Repita as etapas de enxágue e medição conforme mostrado anteriormente para todas as amostras restantes. Depois que todas as medições estiverem concluídas, enxágue bem o eletrodo antes de colocá-lo na solução de armazenamento.

Neste experimento, o pH de várias amostras de solo de campos agrícolas foi medido. O pH tem inúmeros efeitos no crescimento das culturas, incluindo disponibilidade de nutrientes, toxicidade e controle de doenças. Diferentes culturas têm faixas de pH de crescimento ideal. Ao controlar o pH, a doença pode ser minimizada enquanto aumenta o rendimento.

As amostras de solo foram coletadas em cinco lavouras de batata sob diferentes práticas de rotação de culturas com ou sem irrigação das águas subterrâneas. A irrigação da água subterrânea aumentou consistentemente o pH do solo em todos os cinco campos. Esses dados são essenciais para a recomendação de calagem para os campos de batata.

Muitos campos da ciência exigem medições de pH ou monitoramento em suas pesquisas.

Por exemplo, para usar a biomassa de forma mais eficiente e entender melhor a arquitetura da parede celular das plantas, uma série de reações foi realizada para sintetizar biomiméticos da madeira, para que a arquitetura da parede celular das plantas possa ser melhor compreendida.

Na primeira etapa, a fibra de celulose kraft foi utilizada para gerar celulose nanofibrilada. O pH da mistura de reação diminuiu à medida que os grupos hidroxila na celulose foram oxidados.

O pH foi continuamente monitorado e ajustado pela adição de hidróxido de sódio. Uma vez que todos os grupos hidroxila acessíveis fossem oxidados, o pH não mudaria mais e a reação estava completa.

Neste estudo ambiental, o escoamento d'água foi analisado em uma instalação simulando paisagens urbanas. O escoamento tem o potencial de transportar nutrientes e sedimentos para córregos e lagos locais, onde podem contribuir para a eutrofização.

Uma instalação com vários lotes de campo foi construída e a água de escoamento foi coletada. O pH das amostras de escoamento, juntamente com outros constituintes químicos, foi quantificado.

Na pesquisa em ciências da vida, o pH também é de grande interesse - pois é estritamente regulado em organismos vivos. Neste exemplo, foram desenvolvidos sensores fluorescentes de pH.

Para calibrar esses sensores in vitro, foi realizada uma titulação de pH em uma cubeta, onde o pH da solução do sensor foi medido com um microeletrodo e os espectros de emissão em cada pH foram obtidos. Dessa forma, a intensidade da fluorescência pode ser plotada em relação ao pH para gerar uma curva de calibração.

Esses sensores foram então usados para medir o pH em células vivas.

Você acabou de assistir à introdução de JoVE ao uso de um medidor de pH. Agora você deve entender o que é pH, como o medidor funciona e como usá-lo para medir o pH.

Obrigado por assistir!