Использование pH-метра

pH-метр — это электрическое устройство, которое определяет кислотность или щелочность водных растворов, один из наиболее часто контролируемых параметров.

Чтобы использовать pH-метр, pH-электрод сначала калибруется стандартными буферными растворами с известными значениями pH, которые охватывают измеряемый диапазон. Для измерения pH электрод погружают в раствор образца до тех пор, пока не будут достигнуты устойчивые показания. Затем электрод промывают после каждого образца и хранят в растворе для хранения после завершения всех измерений.

В этом видео будет показано, как откалибровать pH-метр и получить измерения pH, а также дано несколько советов по обращению с хрупким электродом.

Когда кислоту или основание помещают в воду, могут происходить реакции гидролиза. Количество ионов гидроксония или гидроксид-ионов, образующихся в реакции, определяет кислотность или основность раствора. Это важное свойство обычно оценивается по концентрации иона гидроксония, который часто сокращается до иона водорода или протона. Для большинства растворов концентрация ионов водорода, выраженная в молях на литр, очень мала, поэтому была введена более практичная величина – pH.

pH определяется как отрицательный логарифм молярной концентрации иона водорода. Шкала pH колеблется от 0 до 14. Чистая вода нейтральна с pH 7; pH менее 7 является кислым, а pH больше 7 — базовым. Поскольку шкала pH является логарифмической, уменьшение pH в единицу измерения равно десятикратному увеличению кислотности.

Так как же pH-метр измеряет pH? Ключевым компонентом pH-метра является водородно-чувствительный электрод. Раствор внутри этого электрода содержит известную концентрацию ионов водорода. Когда электрод погружается в раствор с неизвестным pH, электрический потенциал развивается в зависимости от концентрации ионов водорода в исследуемом растворе. Этот чувствительный к ионам водорода электрод вместе с электродом сравнения, с помощью которого его часто объединяют в одно тело, подключается к pH-метру, так что развиваемый потенциал может быть измерен и преобразован в значение pH.

Теперь, когда вы понимаете теорию pH-метра, давайте рассмотрим его использование в сельском хозяйстве.

Перед измерением pH pH-метр калибруется. Калибровку следует проводить в начале каждого дня или перед каждым измерением, если требуются чрезвычайно точные данные.

Выбирайте буферы, которые охватывают диапазон значений pH образцов. В этой демонстрации pH-метр откалиброван с тремя буферами с pH 4, 7 и 10. Убедитесь, что буферы свежие, неиспользованные и с неистекшим сроком годности.

Для начала включите рН-метр, нажав кнопку включения.

Затем подключите датчик pH и зонд автоматической температурной компенсации (АТХ) к устройству. Убедитесь, что на ЖК-дисплее выбран режим измерения «pH». Если нет, нажимайте кнопку "MODE" до тех пор, пока не появится "pH".

Затем извлеките pH-электрод из буфера для хранения. Будьте осторожны, чтобы электродная колба не высохла ни на одном из этапов эксперимента. Промойте электрод дистиллированной водой, а затем стандартным буфером pH 7.

Далее погрузите pH-электрод в буфер. Перемешайте буфер с помощью магнитного стержня для достижения наилучших результатов. Чтобы не сломать хрупкий электрод, обязательно соблюдайте дистанцию между электродом и мешалкой.

Нажмите кнопку "CAL(ibration) / MEAS(urement)", чтобы выбрать функцию калибровки. Установите значение pH буфера на 7,00. Когда показания станут стабильными, нажмите «ENTER». Первое чтение мелькает на короткое время; Затем на дополнительном дисплее отобразятся оставшиеся буферы. Теперь электрод готов к калибровке с помощью следующего стандартного буфера.

Промойте pH-электрод, как и раньше, сначала дистиллированной водой, затем стандартным буфером pH 4. Затем поместите электрод в буфер. Когда показания станут стабильными, нажмите «ENTER». Первичное показание мигает на короткое время, после чего отображается процент эффективности или наклон, прежде чем оставшиеся буферы отображаются на вторичном дисплее.

Наконец, повторите этапы промывки и калибровки со стандартным буфером pH 10. Устойчивое показание должно быть pH 10,01. После нажатия кнопки «Enter» калибровка по 3 точкам будет завершена, и измеритель автоматически вернется в режим измерения.

Теперь устройство готово к использованию для тестирования образцов почвы с картофельного поля.

Начните измерение pH с тщательной промывки pH-электрода дистиллированной водой. Аккуратно промокните электрод на салфетке для чистки лаборатории, чтобы удалить лишнюю воду. Будьте осторожны и не трите грушу, так как это может привести к накоплению статического заряда. Этап промывки следует выполнять между каждым образцом, чтобы предотвратить загрязнение.

Далее опустите pH-электрод в образец при перемешивании. Скорость перемешивания должна быть такой же, как и при калибровке. Подождите, пока показания станут стабильными, что должно занять менее 60 с для большинства образцов, затем запишите значение pH. При необходимости нажмите кнопку «HOLD», чтобы заморозить дисплей чтения. Нажмите еще раз, чтобы возобновить чтение в реальном времени. Значение pH можно сохранить в памяти, нажав кнопку "MI"? (или?вставка памяти)?кнопка. На короткое время будет отображено сохраненное значение ячейки в памяти, или StO.

Повторите шаги промывки и измерения, как показано ранее для всех остальных образцов. После завершения всех измерений тщательно промойте электрод перед тем, как поместить его в раствор для хранения.

В этом эксперименте был измерен pH нескольких образцов почвы с сельскохозяйственных полей. pH оказывает множество эффектов на рост сельскохозяйственных культур, включая доступность питательных веществ, токсичность и контроль заболеваний. Различные культуры имеют диапазон pH оптимального роста. Контролируя pH, можно свести к минимуму заболевание при одновременном повышении урожайности.

Образцы почвы были собраны с пяти картофельных полей при различных методах севооборота с орошением грунтовыми водами или без него. Орошение подземными водами последовательно повышало pH почвы на всех пяти полях. Эти данные необходимы для выработки рекомендаций по известкованию для картофельных полей.

Многие области науки требуют измерения pH или мониторинга в своих исследованиях.

Например, для более эффективного использования биомассы и лучшего понимания архитектуры клеточной стенки растений был проведен ряд реакций для синтеза биомимики древесины, чтобы можно было лучше понять архитектуру клеточной стенки растения.

На первом этапе волокно крафт-целлюлозы было использовано для получения нанофибриллированной целлюлозы. pH реакционной смеси снижался по мере окисления гидроксильных групп на целлюлозе.

Уровень pH постоянно контролировался и регулировался путем добавления гидроксида натрия. Как только все доступные гидроксильные группы окислялись, pH больше не менялся, и реакция была завершена.

В данном экологическом исследовании был проведен анализ стока воды на объекте, имитирующем городские ландшафты. Стоки могут переносить питательные вещества и отложения в местные ручьи и озера, где они могут способствовать эвтрофикации.

Был построен объект с несколькими полевыми участками, а также осуществлен сбор сточных вод. Был количественно определен pH образцов стока, а также другие химические составляющие.

В исследованиях в области наук о жизни pH также представляет большой интерес, так как он строго регулируется в живых организмах. В этом примере были разработаны флуоресцентные датчики pH.

Для калибровки этих сенсоров in vitro проводили титрование pH в кювете, где с помощью микроэлектрода измеряли рН сенсорного раствора и получали спектры излучения при каждом рН. Таким образом, интенсивность флуоресценции может быть построена в зависимости от pH для создания калибровочной кривой.

Затем эти датчики использовались для измерения pH в живых клетках.

Вы только что посмотрели введение JoVE в использование pH-метра. Теперь вы должны понять, что такое pH, как работает измеритель и как использовать его для измерения pH.

Спасибо за просмотр!