Měření pH v akvaristiceMartin Šátek (na AKVARKO.cz vyšlo 23.3.2009) |
část 2/5 - [1] [2] [3] [4] [5] |
Měření hodnoty pH, používání pH metrů
Správné měření pH
Definice hodnoty pH:
pH = –log aH+
Je dána jako záporně vzatý logaritmus aktivity vodíkových iontů.
Jak je možné určit hodnotu pH?
Potenciometricky dle Nernstovy rovnice:
E = E0 + 2,303 * RT/F * log aH+
E – měřené napětí
E0 – normální napětí při aktivitě = 1 mol/l
R – plynová konstanta,
T – absolutní teplota v Kelvinech
F – Faradayova konstanta
H+ – aktivita v roztoku
Kalibrace elektrody
Kalibrací pH sondy vlastně musíme vždy začít správné měření pH a poté je nutné kalibraci v pravidelných intervalech po celou dobu životnosti pH sondy opakovat. Při kalibraci zadáme výchozí podmínky programu pro výpočet hodnoty pH do paměti pH metru. Kalibraci musíme provést min. v jednom bodě, ale doporučuje se kalibrace dvou, nebo tříbodová. Nejčastěji se spokojíme s kalibrací ve dvou bodech. Tak určujeme 2 hlavní faktory sondy, které nám mj. slouží i k jejímu ohodnocení.
1. ASY asymetrický potenciál, tj. nulový bod
2. Tzv. strmost elektrody (slope)
Z výše uvedeného je patrné, že v takovémto případě potřebujeme ke kalibraci 2 kalibrační pH standardy, tzv. pH pufry, např. pH 4 a 7.
Pufry
Kalibrační vodné roztoky nebo speciální soli, které nejsou zcela disociovány a zaručují definovanou hodnotu pH, zpravidla tabelovanou při různých teplotách. Malý přídavek H+- nebo OH—ionů neohrozí pH hodnotu těchto roztoků !
Všeobecná přesnost nejčastěji používaných technických pufrů je: +/- 0,02 pH.
Porovnatelnost pH hodnot pufrů:
Mezinárodní standardy jsou měřeny a certifikovány podle postupů např. NIST (USA) nebo PTB (D).
Pufry dělíme podle jejich přesnosti:
- Primární standard
- Sekundární standard
- Pracovní referenční standardy
- Technické pufry
Stručné závěry pro kalibraci:
- Elektroda generuje napětí v závislosti na hodnotě pH v roztoku.
- Hodnota pH se spočítá v závislosti na napětí.
- Pro výpočet je nutné znát 2 faktory o olektrodě:
- nulový bod/ asymetrický potenciál ASY a strmost.
- Tyto faktory se určí při kalibraci pomocí pufrových roztoků s definovanou hodnotou pH.
- Používejte pouze čerstvé pufry a pouze jednou (pro dosažení maximální přesnosti).
- Vlastností každé elektrody je, že mění své technické parametry v čase, pH sonda „stárne“ i když jí nepoužíváme.
- Pro přesné a reprodukovatelné měření je pravidelná kalibrace nezbytností.
- Četnost kalibrace závislý na druhu vzorku a okolnostech měření (dále např. DIN 19268).
- Delší dobu nepoužívané sondy, nebo zcela nové se musí před použitím nakalibrovat.
- Snahou by měla být kalibrace za podmínek co nejbližších skutečnému měření.
Jak již bylo uvedeno, parametr teploty vyplývá mj. z rovnice a je velmi důležitý. Znamená to tedy, že pro exaktní stanovení pH musíme navíc měřit i teplotu? Ano je tomu tak, dnešní pH sondy jsou často vybaveny integrovaným teplotním čidlem a slušný pH metr má zpravidla i teplotní měřicí vstup, do kterého je možné zapojit i externí teplotní čidlo. Pokud tomu tak není, měli bychom mít alespoň možnost zadat teplotu manuálně. Každý vzorek má svou vlastní teplot/pH charakteristiku (teplotní koeficient). Teplotní závislost vzorků není běžně známá (s vyjímkou pH pufrů). Při měření v akvaristice tzv. „doma“ se dá teplota zanedbat. Teplota pH metru, vody v akváriu i pufrů se liší pouze o několik stupňů a vzniklá chyba měření není tak velká, aby pro nás byla podstatná.
Vlastnosti pH metru
Vedle tří nejčastěji uváděných parametrů v technických datech, rozsah měření, přesnost a rozlišení, je dále dobré mít na zřeteli i další parametry.
Teplotní kompenzace
Teplotní kompenzace umožňuje korigovat vliv teploty na strmost elektrody.Tento vliv může být korigován pomocí automatické nebo manuální teplotní kompenzace a tato možnost bývá udávaná jako jeden ze sledovaných parametrů pH metru.
0 °C = 54.2 mV/pH jednotku
25 °C = 59.2 mV/pH jednotku
50 °C = 64.1 mV/pH jednotku
75 °C = 69.1 mV/pH jednotku
Vliv teploty na měření pH:
Přímá část charakteristiky strmosti se otočí kolem teoretického bodu průsečíku při 0 mV. Rotace kolem 0 mV často způsobí chybu, protože skutečný průsečík je vzácně přesně při 0 mV.
Kontrola driftu
Při spuštění měření hodnoty na displeji kolísají a měřený signál se začíná ustalovat po určité době (doba odezvy). Abychom měli jistotu, že neukončíme měření dříve než je dosaženo jistého kriteria stability měřeného signálu a tím nezatížíme výsledek neznámou chybou, bývají pH metry vybaveny funkcí AutoRead.
|
část 2/5 - [1] [2] [3] [4] [5] |
Seznam všech komentářů najdete na záložce: Komentáře
Posledních 10 komentářů k článku: |
Harryzn (id: 8739 )
|
5.4.2009 (18:08) |
|
Skvělý článek. Jednou za čas by nebyly k zahození takové recenze prodávaných testů, nebo akvaristických pomůcek :) |
Horác (id: 2547
)
|
7.4.2009 (19:33) |
|
Koukám, že Jelciny už jsou opraveny. Musím říct ... pokud šlo o překlep, tak byl opravdu půvabný :o) ... |
Mišan (neregistrovaný návštěvník)
|
19.4.2009 (12:18) |
|
Článek je jistě na vysoké úrovni, ne však každého ve škole zaujala chemie, dnes ovšem potřebuji měřit kyselost vody a nemohu se dobrat zdroje, kde bych za přijatelnou cenu zakoupil indigátorové papírky. Poraďte prosím |
Technik (id: 3376
)
|
20.4.2009 (15:42) |
|
RE Mišan
Pokud Vám stačí rozsah, a nejedná se o dlouhodobou záležitost co koupit obyč akvaristické. Sice dražší, ale bez starosti. Jinak o prodeji papírků pouze na pH nevím, nikdy jsem nepotřeboval. Můžete zkusit dát dotaz na http://www.analyzator.cz/index.html. |
Harryzn (id: 8739 )
|
11.1.2010 (20:01) |
|
http://www.aquapage.cz/Chemie.php?detail=34
Má někdo zkušenost s tímto testem? Vypadá zajímavě, za cenu +- 360,- by mohl vydržet celkem dlouho, zdá se. |
Technik (id: 3376
)
|
11.1.2010 (21:15) |
|
Test je OK, měří orientačně pH a tomu odpovídá změna barvy. Na zjištění zda dávkování CO2 funguje je dobrý, změnu ukáže dobře. |
Hary XXX (neregistrovaný návštěvník)
|
12.1.2010 (7:58) |
|
Diky za odpoved. Jak moc orientacne? :) A musi se ten reagent menit pri kazde vymene vody? Kdyz menim 2x tydne 10%..... |
Harryzn (id: 8739 )
|
12.1.2010 (17:50) |
|
Tak jsem do něj investoval. Stupnice vypadá dobře, odstupňovaná po 0,2, barvičky vypadají taky dobře odstupňované. |
maikiss (id: 14557 )
|
3.11.2013 (15:26) |
|
ahojte zháním kontakt meil na Martin Šátek nemáte někdo dííky
potřebuju radu zkušeného |
miki XXX (neregistrovaný návštěvník)
|
17.2.2015 (13:54) |
|
supr článek
prosím poradíte mi, zda.li existuje podobný článek s tématikou měření
celkové tvrdosti vody, děkuji |
Vložit nový příspěvek do diskuze |