Utilizando un pH metro

General Chemistry
 

Overview

Fuente: Laboratorio del Dr. Zhongqi He - Departamento de agricultura de Estados Unidos

Ácidos y bases son sustancias capaces de donar protones (H+) y los iones hidróxido (OH), respectivamente. Son dos extremos que describen productos químicos. Mezcla de ácidos y bases puede anular o neutralizar sus efectos extremos. Una sustancia que no es ni ácida ni básica es neutral. Los valores de concentración de protones ([H+]) para la mayoría de las soluciones son inconvenientemente pequeñas y difíciles de comparar por lo que una cantidad más práctica, el pH, se ha introducido. pH fue definido originalmente como el logaritmo decimal de la inversa de la concentración molar de protones Equation 1 , pero fue actualizado para el logaritmo decimal de la inversa de la actividad del ion hidrógeno Equation 2 . La definición anterior ahora se expresa en ocasiones como p [H]. La diferencia entre p [H] y el pH es muy pequeña. Ha sido indicado que el pH = p [H] + 0,04. Es práctica común utilizar el término 'del pH' para ambos tipos de mediciones.

El pH típicamente escala oscila entre 0 y 14. Una solución 1 M de un ácido fuerte, pH = 0 y para una solución de 1 M de una fuerte base, pH = 14. Así, valores de pH medidos se mienten sobre todo en el rango de 0 a 14, aunque valores fuera de este rango son totalmente posibles. El agua pura es neutro pH = 7. Un pH inferior a 7 es ácida y un pH mayor que 7 es básico. Como la escala de pH es logarítmica, el pH es una cantidad adimensional. Cada valor entero de pH debajo de 7 es 10 veces más ácida que el entero siguiente. Por ejemplo, un pH de 4 es 10 veces más ácido que un pH de 5 y 100 x (10 x 10) más ácido que un pH de 6. Lo mismo es válido para valores de pH superiores a 7, cada una de ellas es 10 x más básico (o alcalino) que el siguiente valor entero inferior. Por ejemplo, un pH de 10 es 10 x más básico que un pH de 9.

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JoVE Science Education Database. Fundamentos de química general. Utilizando un pH metro. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Principles

El pH de una solución puede ser con precisión y fácilmente determinado por medidas electroquímicas con un dispositivo conocido como un medidor de pH con un pH (protón)-electrodo sensible (generalmente cristal) y un electrodo de referencia (generalmente cloruro de plata o calomel). Idealmente, el electrodo de potencial, E, para el protón puede ser escrito como

Equation 3

donde E es el potencial medido, E0 es el electrodo estándar de potencial en unH += 1 mol/L, R es la constante de gas, T es la temperatura en kelvin, F es la constante de Faraday.

El electrodo de pH utiliza un vidrio especialmente formulado, pH-sensibles en contacto con la solución, que se desarrolla el potencial (E) proporcional al pH de la solución. El electrodo de referencia está diseñado para mantener un potencial constante a cualquier temperatura dada y sirve para completar el circuito dentro de la solución de medida de pH. Proporciona una referencia potencial para el electrodo de pH. La diferencia en los potenciales de los electrodos de pH y de referencia proporciona una señal de milivoltios (mV) proporcional al pH. En la práctica, un electrodo de vidrio combinado tiene un electrodo de referencia incorporado. Está calibrado contra soluciones tampón de ion hidrógeno conocida actividad. Sensores de pH la mayoría están diseñados para producir una señal de 0 mV a pH 7.0, con un pendiente (teóricamente ideal), o la sensibilidad, de-59.16 mV / pH a 25 ° C. Dos o más soluciones se utilizan para acomodar el hecho de que la "cuesta" puede diferir ligeramente de ideal. Soluciones tampón estándar comercial generalmente cuentan con información sobre el valor de pH a 25 ° C y un factor de corrección a ser aplicado para otras temperaturas.

Procedure

1. pH Calibración

  1. Encienda del medidor pulsando el botón "power".
  2. Conecte la sonda de compensación (ATC) de la temperatura automática si está disponible o no es con el electrodo.
  3. Compruebe que el modo de medición de pH. Si no, presione el botón "MODE" hasta que "pH" aparece en la pantalla LCD.
  4. Consulte a la guía de referencia rápida en la parte inferior del medidor o cerca si es necesario.
  5. Siempre use tampones de pH frescas, sin usar, vigente para la calibración. Almacenadores intermediarios deben estar a la misma temperatura que las soluciones de prueba.
  6. Enjuague el electrodo de pH con agua destilada y luego con el búfer que se utiliza para la calibración (es decir, pH 7,00).
  7. Sumergir el electrodo de pH de un tampón de pH neutro (es decir, pH 7.00). Revuelva el buffer con una barra magnética (a una tasa moderada de ~ 30 s) para obtener mejores resultados.
  8. Presione la "CAL/MEAS" (calibración [o estandarización] / easurement) botón para seleccionar la función de 'calibración (normalización)'. Establezca el valor de pH de buffer en la pantalla a 7.00.
  9. Cuando la "lectura" es estable, presione el botón "ENTER" para aceptar. La lectura primaria parpadeará brevemente antes de la pantalla secundaria comienza a desplazarse a través de los buffers disponibles restantes.
  10. Enjuague el electrodo de pH con agua destilada y luego con el buffer a utilizar para la próxima calibración (es decir, pH 4.01).
  11. Sumergir el electrodo de pH en el siguiente buffer de pH 4.01. La pantalla del medidor debe estar asegurada en el valor de buffer.
  12. Cuando la "lectura" es estable, presionar "ENTER" para aceptar. La lectura primaria será brevemente y luego Mostrar la eficiencia porcentual (pendiente) antes de la pantalla secundaria comienza el desplazamiento a través de los restantes los buffers disponibles.
  13. Repita los pasos 2.2-2.7 para calibrar el buffer de pH 10.01.
  14. El medidor regresará automáticamente al modo de medición sobre la realización de la calibración de 3 puntos.
    Notas: (1) los buffers estándar de pH 4.01 y 10.01 pueden ser reemplazados por otros buffers adecuados por la gama de pH de las muestras pruebas. (2) para un solo (neutro)-, o 2 puntos de calibración, presione el botón "CAL/MEAS" para volver a las medidas después de la terminación de la calibración. (3) calibración con más de 3 puntos puede utilizarse para mediciones más precisas. (4) se recomienda realizar la calibración al comienzo de cada día. Para trabajos muy precisos el medidor de pH debe calibrarse antes de cada medición. (5) ajuste los valores de pH de los amortiguadores si la temperatura difiere de la temperatura estándar y sonda ATC no se une.

2. mediciones de pH

  1. Confirmar que el medidor está en el modo de medición de pH.
  2. Enjuagar el electrodo de pH entre las mediciones con agua destilada para evitar la contaminación por arrastre de las soluciones probadas. Seque suavemente el electrodo en un laboratorio de tejido para eliminar el agua sobrante de la limpieza. No frote la lámpara ya que esto puede causar una acumulación de carga estática. Por otra parte, enjuague el electrodo con la solución de prueba.
  3. Sumergir el electrodo de pH en una solución de prueba o suspensión. Agitar la solución con una barra magnética (~ 30 s) con la misma velocidad de agitación en cuanto a la calibración para obtener mejores resultados.
  4. El pH se completa cuando la lectura de pH es estable.
  5. Necesarios y disponibles, presione el botón "HOLD" para congelar el valor medido. Púlselo nuevamente para reanudar la lectura vivo.
  6. Registrar el valor de pH (y temperatura si es necesario) por escribir o presionar el botón "MEMORY" (si aplica) para almacenar el valor en la memoria.
  7. Repita los pasos 3.2-3.6 para mediciones múltiples.
  8. Bien enjuagar y guardar el electrodo en solución de almacenamiento una vez que se completen todas las medidas.
    Notas: (1) el tiempo de respuesta de sonda de pH en cada búfer debe tener no más de 60 s, pero puede ser más largo para algunas soluciones de prueba/lodos. (2) la sonda de electrodo debe limpiarse con solución de limpieza electrodo de pH una vez al mes, o cuando está sucio. Una solución de ácido clorhídrico de 0,1 M se puede utilizar para la limpieza general. Diluido detergente y lejía doméstica pueden utilizarse para la limpieza de la contaminación de la grasa y bacterias. Sin embargo, para evitar problemas inesperados, la mejor práctica es siempre consulte las recomendaciones del fabricante de electrodos. (3) el bulbo del electrodo de pH debe estar húmedo en todo momento. Mantener en la solución de almacenamiento de electrodo con el electrodo. Uso de solución tampón de pH 4 Si no se dispone de ninguna solución de almacenamiento de información. Utilice solución tampón de pH 7 para un a corto plazo si no están disponibles.

El pH-metro es un dispositivo eléctrico que determina la acidez o basicidad de soluciones acuosas, una de las más comúnmente controlados parámetros.

Para utilizar un medidor de pH, el electrodo de pH se calibra primero con las soluciones tampón estándar con valores de pH conocido que abarcan la gama que mide. Para hacer una medición del pH, el electrodo se sumerge en la solución de la muestra hasta alcanzar una lectura constante. El electrodo es entonces enjuagarse después de cada muestra y almacena en una solución de almacenamiento hayan terminado todas las mediciones.

Este video muestra cómo calibrar un medidor de pH y obtener las mediciones de pH, así como ofrecer algunos consejos sobre el manejo del electrodo frágil.

Cuando un ácido o una base se coloca en agua, pueden ocurrir reacciones de hidrólisis. La cantidad de los iones hidronio o los iones del hidróxido en la reacción determina la acidez o basicidad de la solución. Esta importante propiedad es comúnmente evaluada por la concentración del ion hidronio, que es a menudo abreviado como ion hidrógeno o protón. Para la mayoría de las soluciones, la concentración de iones hidrógeno, expresada en moles por litro, es muy pequeña, por lo que una cantidad más práctica, el pH, se ha introducido.

se define pH como el logaritmo negativo de la concentración molar del ion hidrógeno. Los rangos de escala de pH de 0 a 14. El agua pura es neutral con un pH de 7; pH inferior a 7 es ácida, y pH mayor que 7 es básico. Puesto que la escala de pH es logarítmica, una disminución de la unidad en el pH es igual a multiplicado en acidez.

Así que ¿cómo funciona el pH de medida del medidor de pH? Un componente clave de un medidor de pH es un electrodo sensible al ión hidrógeno. La solución dentro de este electrodo contiene una concentración conocida de iones de hidrógeno. Cuando el electrodo se sumerge en una solución de pH desconocido, desarrolla un potencial eléctrico en función de la concentración del ion hidrógeno en la solución de ensayo. Este electrodo sensible al ión de hidrógeno, junto con un electrodo de referencia con la que a menudo se combina en un solo cuerpo, está conectado al medidor de pH, por lo que el potencial desarrollado puede ser medido y convertido en el valor de pH.

Ahora que entiendes la teoría detrás de un medidor de pH, echemos un vistazo a su uso en un entorno agrícolo.

Antes de las mediciones de pH, se calibra el pH-metro. Calibración debe realizarse al comienzo de cada día o antes de cada medición Si se requieren datos muy precisos.

Elegir tampones que abarcan la gama de valores de pH de las muestras. En esta demostración, el medidor de pH se calibra con tres tampones pH 4, 7 y 10. Asegúrese de que los buffers son frescos, sin usar y vigente.

Para empezar, encender el medidor de pH, presionando el botón power.

A continuación, conecte la sonda de pH y compensación automática de temperatura o sonda ATC, en la unidad. En la pantalla LCD, asegúrese de que el modo de medición es el "pH". Si no es así, pulse el botón "MODE" hasta que aparezca «pH».

Retire el electrodo de pH del buffer de almacenamiento. Tenga cuidado de no permitir que el bulbo del electrodo a secar en cualquier punto durante el experimento. Enjuague el electrodo con agua destilada, seguido por el tampón estándar de pH 7.

A continuación, sumergir el electrodo de pH en el búfer. Revuelva el buffer con una barra magnética para obtener mejores resultados. Para evitar romper el electrodo frágil, asegúrese de mantener una distancia entre el electrodo y la barra de agitación.

Presione el botón "CAL(ibration) / MEAS(urement)" para seleccionar la función de calibración. Establezca el valor de pH de buffer a 7.00. Cuando la lectura es estable, presionar "ENTER". La lectura principal parpadea brevemente; a continuación la pantalla secundaria muestra los amortiguadores restantes. El electrodo está ahora listo para ser calibrado con el siguiente buffer estándar.

Enjuague el electrodo de pH como antes, primero con agua destilada, luego el tampón estándar de pH 4. Luego, coloque el electrodo en el buffer. Cuando la lectura es estable, presionar "ENTER". La lectura principal parpadea brevemente, seguido de una muestra de la eficiencia por ciento, o pendiente, antes de que las reservas restantes se muestran en la pantalla secundaria.

Por último, repita el enjuague y calibración con el tampón estándar de pH 10. La lectura constante debe ser pH 10.01. Una vez que se presiona "Enter", se realiza la calibración de 3 puntos y el medidor será automáticamente vuelve al modo de medición.

El dispositivo está ahora listo para ser utilizado para probar las muestras de suelo de un campo de patatas.

Iniciar las mediciones de pH enjuagando cuidadosamente el electrodo de pH con agua destilada. Seque suavemente el electrodo en un laboratorio de tejido para quitar exceso de agua de la limpieza. Tenga cuidado de no frotar la lámpara, ya que puede causar una acumulación de carga estática. El paso de enjuague se debe realizar entre cada muestra para evitar la contaminación.

A continuación, sumergir el electrodo de pH en una muestra sin dejar de agitar. La velocidad de agitación debe ser el mismo que durante la calibración. Esperar a la lectura para convertirse en estable, que tenga menos de 60 s para la mayoría de las muestras, luego registrar el valor de pH. Si es necesario, presione el botón "HOLD" para congelar la pantalla de lectura. Púlselo nuevamente para reanudar la lectura vivo. El valor de pH se puede almacenar en la memoria presionando el "MI" (o inserte memoria) el botón. El valor de ubicación almacenados en la memoria, o StO, aparecerá brevemente en pantalla.

Repita el enjuague y medición que como anteriormente se indica para todas las muestras restantes. Una vez finalizadas todas las mediciones, enjuague bien el electrodo antes de colocarlo en la solución de almacenamiento de información.

En este experimento, se midió el pH de varias muestras de suelo de los campos agrícolas. pH tiene numerosos efectos en el crecimiento del cultivo, incluyendo nutrientes control de disponibilidad, toxicidad y enfermedad. Diferentes cultivos tienen rangos de pH de crecimiento óptimo. Controlando el pH, la enfermedad puede minimizarse aumentando el rendimiento.

Se recolectaron las muestras de suelo de cinco campos de papa bajo diferentes prácticas agrícolas de rotación con o sin irrigación de agua subterránea. Riego de agua subterránea aumentó constantemente el pH del suelo en todos los campos de cinco. Estos datos son esenciales para proporcionar recomendación de encalado para los campos de patata.

Muchos campos de la ciencia requieren mediciones de pH o seguimiento en su investigación.

Por ejemplo, para uso más eficiente de biomasa y comprender mejor la arquitectura de la pared celular vegetal, una serie de reacciones se llevó a cabo para sintetizar biomimics de madera, por lo que puede entenderse mejor la arquitectura de la pared celular de plantas.

En el primer paso, fibra de pulpa de kraft fue utilizada para generar nanofibrillated celulosa. El pH de la mezcla de reacción disminuido como el oxhidrilo grupos en la celulosa fueron oxidados.

El pH fue continuamente monitoreado y ajustado mediante la adición de hidróxido de sodio. Una vez que todos los grupos de hidroxilo accesibles fueron oxidados, ya no iba a cambiar el pH y la reacción era completa.

En este estudio ambiental, se analizó la escorrentía en un centro de simulación de paisajes urbanos. Escurrimiento tiene el potencial para llevar nutrientes y sedimentos en los arroyos locales y lagos donde puede contribuir a la eutrofización.

Se construyó una instalación con múltiples parcelas de campo, y se recolectó agua de escurrimiento. Se cuantificó el pH de las muestras de escorrentía, junto con otros componentes químicos.

En la investigación de Ciencias de la vida, pH es también de gran interés como es estrictamente regulado en los organismos vivos. En este ejemplo, sensores de pH fluorescentes fueron desarrollados.

Para calibrar estos sensores en vitro, se realizó una titulación de pH en una cubeta, donde se midió el pH de la solución del sensor con un microelectrodo, y se obtuvieron los espectros de emisión a cada pH. Esta manera, la intensidad de fluorescencia se podría trazar contra el pH para generar una curva de calibración.

Estos sensores fueron utilizados para medir el pH en las células vivas.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a usar un medidor de pH. Ahora debería entender qué pH es, cómo funciona el medidor y cómo usar uno para medir el pH.

¡Gracias por ver!

Results

La figura 1 muestra el pH de suelos agrícolas afectados por el manejo de cultivo y riego de agua subterránea. Se recolectaron las muestras de suelo de 5 campos de papa bajo diferentes prácticas agrícolas de rotación con o sin irrigación de agua subterránea. El pH más bajo se observa en campo 4 suelos de secano y de aguas subterráneas riego serie. Riego de las aguas subterráneas aumentó constantemente el pH del suelo en todos los 5 campos. La información del pH es esencial para la recomendación de encalado apropiadamente los campos de papa promover un crecimiento óptimo.

Figure 1
Figura 1. PH del suelo de los campos de papa bajo diferentes prácticas agronómicas de manejo con o sin irrigación bajo el agua.

Applications and Summary

el pH es uno de los parámetros químicos más comúnmente medidos de las soluciones acuosas. Es un parámetro crítico en el tratamiento de aguas y aguas residuales para aplicaciones municipales e industriales, producción química, investigación agrícola y producción. También es fundamental en la investigación química y Ciencias de la vida, monitoreo ambiental, bioquímica y farmacéutica de la investigación, producción electrónica y muchas más aplicaciones. Figura 2 muestra los valores de pH de algunas sustancias comunes.

El agua pura es neutro, con un pH de 7.00. Cuando productos químicos se mezclan con agua, la mezcla puede ser ácida o básica. Vinagre y jugo de limón son sustancias ácidas, mientras que el amoniaco y los detergentes para ropa son básicas. Productos químicos que son muy ácidas o muy básicas se consideran "reactivas". Estos productos químicos pueden causar quemaduras graves. Ácido de batería de automóvil es un producto químico ácido que es reactivo. Las baterías de automóvil contienen una forma más fuerte de los ácidos encontrado en lluvia ácida. Limpiadores de desagües domésticos a menudo contienen lejía, un producto químico muy alcalino que es también reactivo.

En sistemas vivos, el pH de diferentes compartimentos celulares, fluidos corporales y órganos se regula generalmente firmemente en un proceso llamado homeostasis acido-base. El pH de la sangre generalmente es ligeramente básico con un valor de pH de 7.365. Este valor se refiere a menudo como pH fisiológico en la biología y la medicina. Placa puede crear un entorno ácido que puede resultar en caries por desmineralización. Enzimas y otras proteínas tienen un rango de pH óptimo y pueden ser inactivadas desnaturalizados o fuera de este rango.

Figure 2

Figura 2. La escala de pH y los valores de pH de algunos elementos comunes.

1. pH Calibración

  1. Encienda del medidor pulsando el botón "power".
  2. Conecte la sonda de compensación (ATC) de la temperatura automática si está disponible o no es con el electrodo.
  3. Compruebe que el modo de medición de pH. Si no, presione el botón "MODE" hasta que "pH" aparece en la pantalla LCD.
  4. Consulte a la guía de referencia rápida en la parte inferior del medidor o cerca si es necesario.
  5. Siempre use tampones de pH frescas, sin usar, vigente para la calibración. Almacenadores intermediarios deben estar a la misma temperatura que las soluciones de prueba.
  6. Enjuague el electrodo de pH con agua destilada y luego con el búfer que se utiliza para la calibración (es decir, pH 7,00).
  7. Sumergir el electrodo de pH de un tampón de pH neutro (es decir, pH 7.00). Revuelva el buffer con una barra magnética (a una tasa moderada de ~ 30 s) para obtener mejores resultados.
  8. Presione la "CAL/MEAS" (calibración [o estandarización] / easurement) botón para seleccionar la función de 'calibración (normalización)'. Establezca el valor de pH de buffer en la pantalla a 7.00.
  9. Cuando la "lectura" es estable, presione el botón "ENTER" para aceptar. La lectura primaria parpadeará brevemente antes de la pantalla secundaria comienza a desplazarse a través de los buffers disponibles restantes.
  10. Enjuague el electrodo de pH con agua destilada y luego con el buffer a utilizar para la próxima calibración (es decir, pH 4.01).
  11. Sumergir el electrodo de pH en el siguiente buffer de pH 4.01. La pantalla del medidor debe estar asegurada en el valor de buffer.
  12. Cuando la "lectura" es estable, presionar "ENTER" para aceptar. La lectura primaria será brevemente y luego Mostrar la eficiencia porcentual (pendiente) antes de la pantalla secundaria comienza el desplazamiento a través de los restantes los buffers disponibles.
  13. Repita los pasos 2.2-2.7 para calibrar el buffer de pH 10.01.
  14. El medidor regresará automáticamente al modo de medición sobre la realización de la calibración de 3 puntos.
    Notas: (1) los buffers estándar de pH 4.01 y 10.01 pueden ser reemplazados por otros buffers adecuados por la gama de pH de las muestras pruebas. (2) para un solo (neutro)-, o 2 puntos de calibración, presione el botón "CAL/MEAS" para volver a las medidas después de la terminación de la calibración. (3) calibración con más de 3 puntos puede utilizarse para mediciones más precisas. (4) se recomienda realizar la calibración al comienzo de cada día. Para trabajos muy precisos el medidor de pH debe calibrarse antes de cada medición. (5) ajuste los valores de pH de los amortiguadores si la temperatura difiere de la temperatura estándar y sonda ATC no se une.

2. mediciones de pH

  1. Confirmar que el medidor está en el modo de medición de pH.
  2. Enjuagar el electrodo de pH entre las mediciones con agua destilada para evitar la contaminación por arrastre de las soluciones probadas. Seque suavemente el electrodo en un laboratorio de tejido para eliminar el agua sobrante de la limpieza. No frote la lámpara ya que esto puede causar una acumulación de carga estática. Por otra parte, enjuague el electrodo con la solución de prueba.
  3. Sumergir el electrodo de pH en una solución de prueba o suspensión. Agitar la solución con una barra magnética (~ 30 s) con la misma velocidad de agitación en cuanto a la calibración para obtener mejores resultados.
  4. El pH se completa cuando la lectura de pH es estable.
  5. Necesarios y disponibles, presione el botón "HOLD" para congelar el valor medido. Púlselo nuevamente para reanudar la lectura vivo.
  6. Registrar el valor de pH (y temperatura si es necesario) por escribir o presionar el botón "MEMORY" (si aplica) para almacenar el valor en la memoria.
  7. Repita los pasos 3.2-3.6 para mediciones múltiples.
  8. Bien enjuagar y guardar el electrodo en solución de almacenamiento una vez que se completen todas las medidas.
    Notas: (1) el tiempo de respuesta de sonda de pH en cada búfer debe tener no más de 60 s, pero puede ser más largo para algunas soluciones de prueba/lodos. (2) la sonda de electrodo debe limpiarse con solución de limpieza electrodo de pH una vez al mes, o cuando está sucio. Una solución de ácido clorhídrico de 0,1 M se puede utilizar para la limpieza general. Diluido detergente y lejía doméstica pueden utilizarse para la limpieza de la contaminación de la grasa y bacterias. Sin embargo, para evitar problemas inesperados, la mejor práctica es siempre consulte las recomendaciones del fabricante de electrodos. (3) el bulbo del electrodo de pH debe estar húmedo en todo momento. Mantener en la solución de almacenamiento de electrodo con el electrodo. Uso de solución tampón de pH 4 Si no se dispone de ninguna solución de almacenamiento de información. Utilice solución tampón de pH 7 para un a corto plazo si no están disponibles.

El pH-metro es un dispositivo eléctrico que determina la acidez o basicidad de soluciones acuosas, una de las más comúnmente controlados parámetros.

Para utilizar un medidor de pH, el electrodo de pH se calibra primero con las soluciones tampón estándar con valores de pH conocido que abarcan la gama que mide. Para hacer una medición del pH, el electrodo se sumerge en la solución de la muestra hasta alcanzar una lectura constante. El electrodo es entonces enjuagarse después de cada muestra y almacena en una solución de almacenamiento hayan terminado todas las mediciones.

Este video muestra cómo calibrar un medidor de pH y obtener las mediciones de pH, así como ofrecer algunos consejos sobre el manejo del electrodo frágil.

Cuando un ácido o una base se coloca en agua, pueden ocurrir reacciones de hidrólisis. La cantidad de los iones hidronio o los iones del hidróxido en la reacción determina la acidez o basicidad de la solución. Esta importante propiedad es comúnmente evaluada por la concentración del ion hidronio, que es a menudo abreviado como ion hidrógeno o protón. Para la mayoría de las soluciones, la concentración de iones hidrógeno, expresada en moles por litro, es muy pequeña, por lo que una cantidad más práctica, el pH, se ha introducido.

se define pH como el logaritmo negativo de la concentración molar del ion hidrógeno. Los rangos de escala de pH de 0 a 14. El agua pura es neutral con un pH de 7; pH inferior a 7 es ácida, y pH mayor que 7 es básico. Puesto que la escala de pH es logarítmica, una disminución de la unidad en el pH es igual a multiplicado en acidez.

Así que ¿cómo funciona el pH de medida del medidor de pH? Un componente clave de un medidor de pH es un electrodo sensible al ión hidrógeno. La solución dentro de este electrodo contiene una concentración conocida de iones de hidrógeno. Cuando el electrodo se sumerge en una solución de pH desconocido, desarrolla un potencial eléctrico en función de la concentración del ion hidrógeno en la solución de ensayo. Este electrodo sensible al ión de hidrógeno, junto con un electrodo de referencia con la que a menudo se combina en un solo cuerpo, está conectado al medidor de pH, por lo que el potencial desarrollado puede ser medido y convertido en el valor de pH.

Ahora que entiendes la teoría detrás de un medidor de pH, echemos un vistazo a su uso en un entorno agrícolo.

Antes de las mediciones de pH, se calibra el pH-metro. Calibración debe realizarse al comienzo de cada día o antes de cada medición Si se requieren datos muy precisos.

Elegir tampones que abarcan la gama de valores de pH de las muestras. En esta demostración, el medidor de pH se calibra con tres tampones pH 4, 7 y 10. Asegúrese de que los buffers son frescos, sin usar y vigente.

Para empezar, encender el medidor de pH, presionando el botón power.

A continuación, conecte la sonda de pH y compensación automática de temperatura o sonda ATC, en la unidad. En la pantalla LCD, asegúrese de que el modo de medición es el "pH". Si no es así, pulse el botón "MODE" hasta que aparezca «pH».

Retire el electrodo de pH del buffer de almacenamiento. Tenga cuidado de no permitir que el bulbo del electrodo a secar en cualquier punto durante el experimento. Enjuague el electrodo con agua destilada, seguido por el tampón estándar de pH 7.

A continuación, sumergir el electrodo de pH en el búfer. Revuelva el buffer con una barra magnética para obtener mejores resultados. Para evitar romper el electrodo frágil, asegúrese de mantener una distancia entre el electrodo y la barra de agitación.

Presione el botón "CAL(ibration) / MEAS(urement)" para seleccionar la función de calibración. Establezca el valor de pH de buffer a 7.00. Cuando la lectura es estable, presionar "ENTER". La lectura principal parpadea brevemente; a continuación la pantalla secundaria muestra los amortiguadores restantes. El electrodo está ahora listo para ser calibrado con el siguiente buffer estándar.

Enjuague el electrodo de pH como antes, primero con agua destilada, luego el tampón estándar de pH 4. Luego, coloque el electrodo en el buffer. Cuando la lectura es estable, presionar "ENTER". La lectura principal parpadea brevemente, seguido de una muestra de la eficiencia por ciento, o pendiente, antes de que las reservas restantes se muestran en la pantalla secundaria.

Por último, repita el enjuague y calibración con el tampón estándar de pH 10. La lectura constante debe ser pH 10.01. Una vez que se presiona "Enter", se realiza la calibración de 3 puntos y el medidor será automáticamente vuelve al modo de medición.

El dispositivo está ahora listo para ser utilizado para probar las muestras de suelo de un campo de patatas.

Iniciar las mediciones de pH enjuagando cuidadosamente el electrodo de pH con agua destilada. Seque suavemente el electrodo en un laboratorio de tejido para quitar exceso de agua de la limpieza. Tenga cuidado de no frotar la lámpara, ya que puede causar una acumulación de carga estática. El paso de enjuague se debe realizar entre cada muestra para evitar la contaminación.

A continuación, sumergir el electrodo de pH en una muestra sin dejar de agitar. La velocidad de agitación debe ser el mismo que durante la calibración. Esperar a la lectura para convertirse en estable, que tenga menos de 60 s para la mayoría de las muestras, luego registrar el valor de pH. Si es necesario, presione el botón "HOLD" para congelar la pantalla de lectura. Púlselo nuevamente para reanudar la lectura vivo. El valor de pH se puede almacenar en la memoria presionando el "MI" (o inserte memoria) el botón. El valor de ubicación almacenados en la memoria, o StO, aparecerá brevemente en pantalla.

Repita el enjuague y medición que como anteriormente se indica para todas las muestras restantes. Una vez finalizadas todas las mediciones, enjuague bien el electrodo antes de colocarlo en la solución de almacenamiento de información.

En este experimento, se midió el pH de varias muestras de suelo de los campos agrícolas. pH tiene numerosos efectos en el crecimiento del cultivo, incluyendo nutrientes control de disponibilidad, toxicidad y enfermedad. Diferentes cultivos tienen rangos de pH de crecimiento óptimo. Controlando el pH, la enfermedad puede minimizarse aumentando el rendimiento.

Se recolectaron las muestras de suelo de cinco campos de papa bajo diferentes prácticas agrícolas de rotación con o sin irrigación de agua subterránea. Riego de agua subterránea aumentó constantemente el pH del suelo en todos los campos de cinco. Estos datos son esenciales para proporcionar recomendación de encalado para los campos de patata.

Muchos campos de la ciencia requieren mediciones de pH o seguimiento en su investigación.

Por ejemplo, para uso más eficiente de biomasa y comprender mejor la arquitectura de la pared celular vegetal, una serie de reacciones se llevó a cabo para sintetizar biomimics de madera, por lo que puede entenderse mejor la arquitectura de la pared celular de plantas.

En el primer paso, fibra de pulpa de kraft fue utilizada para generar nanofibrillated celulosa. El pH de la mezcla de reacción disminuido como el oxhidrilo grupos en la celulosa fueron oxidados.

El pH fue continuamente monitoreado y ajustado mediante la adición de hidróxido de sodio. Una vez que todos los grupos de hidroxilo accesibles fueron oxidados, ya no iba a cambiar el pH y la reacción era completa.

En este estudio ambiental, se analizó la escorrentía en un centro de simulación de paisajes urbanos. Escurrimiento tiene el potencial para llevar nutrientes y sedimentos en los arroyos locales y lagos donde puede contribuir a la eutrofización.

Se construyó una instalación con múltiples parcelas de campo, y se recolectó agua de escurrimiento. Se cuantificó el pH de las muestras de escorrentía, junto con otros componentes químicos.

En la investigación de Ciencias de la vida, pH es también de gran interés como es estrictamente regulado en los organismos vivos. En este ejemplo, sensores de pH fluorescentes fueron desarrollados.

Para calibrar estos sensores en vitro, se realizó una titulación de pH en una cubeta, donde se midió el pH de la solución del sensor con un microelectrodo, y se obtuvieron los espectros de emisión a cada pH. Esta manera, la intensidad de fluorescencia se podría trazar contra el pH para generar una curva de calibración.

Estos sensores fueron utilizados para medir el pH en las células vivas.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a usar un medidor de pH. Ahora debería entender qué pH es, cómo funciona el medidor y cómo usar uno para medir el pH.

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