o p H p H ghi nh p

Đo p. H

p. H – ghi nhớ • p. H là một cách đo điện hóa , có ích trong nhiều ứng dụng. • Giống như nhiều phân tích điện hóa khác, p. H đòi hỏi hiệu chuẩn thường xuyên để đạt kết quả chính xác. • Việc bảo quản đầu đo đúng cách là rất cần thiết.

Đo p. H - nội dung trình bày • • Giới thiệu p. H và điện hóa học Hiểu biết về p. H Đo p. H Bảo quản đầu đo và việc bảo trì

Điện hóa học là gì? • Đo đạc theo điện hóa học bao gồm: – p. H – Điện cực chọn lọc ion (ISE)

Phép đo điện hóa • Tại sao chọn đo một chất bằng phương pháp điện hóa hơn là sử dụng phương pháp so màu? – Ưu điểm của phương pháp điện hóa – Bất tiện trong phương pháp điện hóa

Ưu điểm: các mẫu phức tạp • Phân tích điện hóa có thể áp dụng cho nhiều loại mẫu – Nước uống – Nước thải – Chất rắn

Ưu điểm: thang phân tích • Nhiều phương pháp ISE có thang đo rộng – mg/L bão hòa • Hầu hết hóa học đo màu có thang đo hẹp – Mẫu nằm ngoài giới hạn phát hiện phải được pha loãng cẩn thận để việc đo đạc được chính xác.

Ưu điểm: Mẫu khó • Phân tích trực tiếp mẫu đục hay có màu – Phân tích theo đo màu cần phải lọc mẫu hoặc pha loãng

Ưu điểm: Việc thải bỏ • Hầu hết các chức năng đo ISE dùng thuốc thử không có hại – Giảm thiểu vấn đề thải bỏ chất hóa học nguy hại Caution Chemical Waste

Ưu điểm: dễ xách theo • Chạy pin với máy đo p. H/ISE được thiết kế để thuận tiện cho việc đo tại hiện trường

Ưu điểm: Hiệu chuẩn • Việc hiệu chuẩn phải được thực hiện thường xuyên để có kết quả tốt nhất. – Hiệu chuẩn cho phép người sử dụng kiểm định trước khi máy được sử dụng để đo mẫu.

Bất tiện: Hiệu chuẩn • Phải tiến hành hiệu chuẩn trước mỗi lần sử dụng. m. V p. H

Bất tiện: nhiệt độ • Nhiệt độ ảnh hưởng đến kết quả – p. H – bù trừ nhiệt độ (ATC) – ISE – không bù trừ nhiệt độ • Dung dịch chuẩn và mẫu phải được phân tích tại cùng một nhiệt độ.

Bất tiện: cường độ thời gian • Thiết lập và bảo trì có thể mất nhiều thời gian. – Một số quy trình đo màu cũng cần nhiều thời gian

Tìm hiểu về p. H

Lý thuyết p. H • p. H là tính axit tương đối của một chất lỏng • p. H là đo nồng độ của ion hydro

Lý thuyết p. H • Acid – tăng nồng độ ion hydro (H+) trong một dung dịch • Base – tăng nồng độ ion hydroxide (OH-) trong một dung dịch

Lý thuyết p. H • p. H được định nghĩa là trừ 1 nhân với log thập phân của nồng độ mol ion hydro trong dung dịch lỏng

Thang đo p. H Axit Bazơ 0 14 7 Trung tính Dấm p. H 3 Ammoni a p. H 11. 5

Thang đo p. H • p. H được định nghĩa là thang đo logarit của tính axit. • Mỗi đơn vị p. H giảm đi = 10 X tính axit tăng lên – Dung dịch có p. H 4 thì có tính axit gấp 10 X dung dịch có p. H 5 – Dung dịch có p. H 4 thì tính axit gấp 100 X dung dịch có p. H 6 0 10 X 4 5 6 100 X 7 14

Ứng dụng p. H • Theo dõi p. H rất cần thiết trong nhiều ứng dụng – Thay đổi về hóa học của hệ thống tự nhiên sẽ tác động làm thay đổi giá trị p. H

Ứng dụng p. H • Theo dõi p. H rất cần thiết trong nhiều ứng dụng – Các quá trình tác động bởi p. H • • Độ hòa tan của khí và kim loại Sự ăn mòn Đông tụ và tạo bông Hoạt động sinh học

Ứng dụng p. H • • Nước uống Nước thải Nước công nghiệp Phân tích môi trường

Đo p. H

Đầu đo p. H hoạt động như thế nào? • Đầu đo nồng độ ion hydro – Hai điện cực trong đầu đo- sensing half-cell, reference half-cell

Half-Cells • Ion sensing p. H half cell – Đầu thủy tinh nhạy với H+. • Reference half-cell – Đầu thủy tinh chứa đầy dung dịch muối để tạo mạch kín.

Máy đo Reference Half-Cell Ion Sensing Half-Cell Lõi Ag/Ag. Cl Dung dịch bên trong Chất điện ly tham khảo Cầu muối

Điện cực tham khảo Nguyên tắc hoạt động p. H Reference Electrode Ag/Ag. Cl Internal Wire KCl Solution Reference Junction (salt bridge)

Nernst Equation Em Er E = E 0 - 2. 3 RT log ai nf E 0 - E = 2. 3 RT p. H nf E = Em - Er

Các loại đầu đo • Phương pháp thông thường (cho phòng thí nghiệm) • Cảm biến kết hợp (Lab & Process) • Cảm biến vi sai (Process probes)

Đo p. H Phương pháp thông thường Em Em Er Er 100 MEG Em- Er p. H Glass Electrode p. H Reference Electrode

Combination Sensor Em Er 100 MEG Em- Er Er Em p. H Reference Electrode Reference Junction p. H Glass Measuring Electrode

Điện cực đo • Các vấn đề thường gặp: – Lớp phủ màng – Phản hồi chậm do trở kháng cao – Mài mòn/vỡ – Shock nhiệt p. H Glass Measuring Electrode

Điện cực tham chiếu • Các vấn đề thường gặp: – Chỗ liên kết – Điện cực bị nhiễm tạp chất – Chất điện phân mau cạn – Vòng lặp nối đất p. H Reference Electrode Điện cực tham chiếu chiếm tỷ lệ sai sót cao trong quá trình đo p. H

Reference Half-Cell • Phân phối dung dịch tham chiếu để làm kín mạch đo

Sensing Half-Cell Dung dịch p. H 7 H+ có nồng độ như nhau ở trong và ngoài đầu đo thủy tinh *không sinh ra điện thế Nồng độ ion hydro có giá trị cố định tại p. H 7 H+ H+ H+ + H+ H+ H+

Sensing Half-Cell Dung dịch p. H 7 H+ có nồng độ như nhau ở trong và ngoài đầu đo thủy tinh *không sinh ra điện thế 0 m. V

Sensing Half-Cell Dung dịch p. H 4 H+ có nồng độ gấp 1000 x bên ngoài đầu thủy tinh Nồng độ ion hydro có giá trị cố định tại p. H 7 *Có điện thế sinh H+ 1000 H + ra + H+ H+ 1000 H + + H+ + 1000 H H + 1000 H + +

Sensing Half-Cell Dung dịch p. H 10 H+ có nồng độ gấp 1000 x bên ngoài đầu thủy tinh *Có điện thế sinh ra 180 m V

Sensing Half-Cell Dung dịch p. H 4 Nồng độ ion hydro có giá trị cố định tại p. H 7 H+ có nồng độ gấp 1000 x bên trong đầu thủy tinh *Có điện thế sinh + H ra H+ 1000 H+ H+ H+

Sensing Half-Cell Dung dịch p. H 10 H+ có nồng độ gấp 1000 x bên trong đầu thủy tinh *Có điện thế sinh ra 180 m V

Hiệu chuẩn • Đường hiệu chuẩn cho phép máy đo chuyển giá trị điện thế sang p. H. m. V p. H

Hiệu chuẩn • Độ dốc tối ưu là – 59. 16 /decade * • Độ lệch chấp nhận = +/- 5% hay 3 m. V * Tại 25 o. C

Hiệu chuẩn +180 m. V 0 -180 4 7 p. H 10

Hiệu chuẩn • -180 m. V độ chênh lệch giữa p. H 4 và p. H 7 • p. H 4 đến p. H 7 (3 đơn vị p. H ) là nồng độ thay đổi 1000 x • Thập phân = thay đổi gấp 10 -lần = 1 đơn vị p. H • -180/3 = -60 -59. 16 m. V/decade

Ảnh hưởng nhiệt độ m. V Output 600 100°C (74. 04 m. V/p. H) 25°C (59. 16 m. V/p. H) 0°C (54. 20 m. V/p. H) 400 200 0 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 - 200 - 400 - 600 p. H

Đầu đo mới • Ngâm đầu đo p. H mới trong dung dịch đệm p. H 7 khoảng 30 phút trước khi sử dụng đầu tiên

Hiệu chuẩn • Hiệu chuẩn máy đo p. H hằng ngày với 2 hay 3 dung dịch đệm mới 4. 0 7. 0 10. 0

Đo đạc • Đặt đầu do vào mẫu, quay nhẹ, và chờ kết quả hiển ra ổn định • Rửa và để khô sau mỗi lần đo • Bảo quản giữa các lần đo – Mẫu hay dung dịch có độ ion tương tự mẫu – Đệm p. H 4 – Dung dịch trữ (i. e. 3 M KCl)

Giải quyết sự cố • m. V đọc ở dung dịch đệm p. H 7 – Phải là 0 30 m. V • Thời gian phản hồi – Có thể cần làm sạch nếu phản hồi chậm khi đo trong dung dịch đệm • Độ dốc – Tối ưu là – 59. 16 3 m. V/decade (5%)

Đo đạc – các trường hợp đặc biệt • Các dung dịch có lực ion thấp – Sự hấp thụ cacbon dioxit trong khí quyển gây ra sai số chính • Khoang chứa mẫu lực ion thấp • Ngâm điện cực trong dung dịch để so sánh lực ion trước khi dùng

Làm sạch • Phản hồi chậm có thể chỉ thị cho biết cần phải làm sạch đầu đo – Ngâm và khuấy mạnh trong dung dịch tẩy nhẹ hơi ấm trong vài phút. Rửa nhiều lần với nước khử ion và lau khô trước khi dùng. – Lần lượt nhúng trong dung dịch axit HCl pha loãng và dung dịch kiềm pha loãng. Rửa lại với nước khử ion và ngâm trong dung dịch đệm p. H 7 trước khi sử dụng.

p. H – ghi nhớ • p. H là một cách đo điện hóa , có ích trong nhiều ứng dụng. • Giống như nhiều phân tích điện hóa khác, p. H đòi hỏi hiệu chuẩn thường xuyên để đạt kết quả chính xác. • Việc bảo quản đầu đo đúng cách là rất cần thiết.

Đo p. H

Các sản phẩm đo điện hóa • Máy đo bỏ túi • Máy đo và đầu đo – Sens. Ion – HQd • Auto. Cat 9000

Điện hóa học – máy đo bỏ túi • Tính năng – – Dễ sử dụng Giá thành thấp Mang theo được Độ chính xác cao hơn ống màu hay test strips – Một số không có bù trừ nhiệt độ

Điện hóa học – dòng Sens. Ion • • • Loại để bàn và cầm tay p. H/ORP (Sens. Ion 1, 2, 3, & 4) Conductivity/TDS (Sens. Ion 5 & 7) Polaragraphic DO (Sens. Ion 6 & 8) ISE (Sens. Ion 2 & 4) – Flouride, Ammoina, Nitrate, & Sodium

Điện hóa học – dòng HQd • • Máy cầm tay p. H, Conductivity & TDS, LDO, LBOD Đầu đo Intelli. CAL – Lab & Rugged Lấy dữ liệu – 500 điểm với user ID, sample ID, & probe serial number • Tải dữ liệu qua cổng USB

The Auto. CAT 9000 • Máy chuẩn độ tự động ampe kế dùng đo chlorine và các chất tẩy trùng khác.