Medida do pH Tudo o que você sempre quis perguntar mas nunca teve coragem.
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Medida do pH
Tudo o que você sempre quis perguntar
mas nunca teve coragem
Um pouco de historia
A comida se provava paraestabelecer sua qualidade
O começoComida! Comida!!!! Comida!!!!!!!!
Então apareceu a potenciometria para medir o pH
Isto foi o inicio de um controle adequado de qualidade alimentaria
Eles não conheciam a relação entre o pHdos alimentos e bebidas e os sabores
Água destilada (7.0)Leite
(6.6)Café (5.0)Cerveja (4.4)Suco de laranja
(3.7)Vinagre de frutas (3.2)Bebidas de cola
(2.8)
Ácido0 1 2 3 4 5 6 7 1
312
8 9 10
11
14
Neutro
Básico
Definição de pHO pH é a medida da concentração dos íons de hidrogênio em uma
solução aquosa.H2O = H + OH+ -
O pH é o logaritmo negativo da concentração de íons de hidrogênio
pH = - log [H ]+
A 25°C menos de 2 x 10-7 % das moléculas de água estão dissociadas.
Em concentração molar isto representa 1 x 10-7 moles por litro de íons de hidrogênio e a mesma concentração de íons
hidróxido.Em qualquer solução aquosa a concentração de íons de
hidrogênio multiplicada pela de íons hidróxido é constante.Kw = [H ] + [OH ]+ - = Constante
Eletrodo de medida
Fio metálico (Ag/AgCl)
Solução eletrolítica (KCl - pH = 7)
Membrana de vidro
A membrana de vidro é permeável aos íons H
+
Eletrodo de referencia
Fio metálico (Ag/AgCl)
Solução eletrolítica (KCl - 3 M)
Diafragma
O eletrodo de referencia deve ter um potencial estável, definido e independente da solução.
Voltímetro / pHmetro
Medida de pHDiferencia de voltagem entre o eletrodo de medida e o de referencia.
Elet
rodo
de
med
ida
Elet
rodo
de
refe
renc
ia
Eletrodo combinado
E = E0 + RTnF log10 [H ] +
E = potencial elétrico medido (volts)
E0 = potencial elétrico quando = 0
R = constante dos gases (8.314 J K-1 mol-1)
T = temperatura em Kelvin
F = constante de Faraday (96487 C mol-1)
n = numero de elétrons transferidos no electrodo
log10 [H ]+
Na medida do pH n = +1
RT/nF = 59.16 mV a 25°C
E0 é dependente da temperatura
A formula mágica para o calculo do pH Equação de Nerst
A equação de Nerst se pode transformar em uma forma linear agrupando e substituindo alguns termos
E = E0’ + SLOPE (T) x pH
ponto de potencial zero o ponto isopotencial, teoricamente o valor de pH independente da temperatura.
Eletrodos comerciais 0 mV a pH 7.0
E0’ =
SLOPE (T) = fator dependente da temperatura.Se define como o número de mV por unidade de pH.
59.16 mV / unidade de pH, (25°C)
pH 0 = +414.12 mVpH 4 = +177.480 mVpH 7 = 0.000 mVpH 10 = -177.480 mVpH 14 = -414.120 mV
pHmetroConverte a medida de voltagem em
unidades de pH
A voltagem medida na solução desconhecida e comparada com potenciais
de referencia
25°C
CalibraçãoOs eletrodos não são todos iguais
Características diferentes e muitos fabricantes
A sensibilidade e o ponto isopotencial mudam com o tempo
CalibrarMedir a sensibilidade e o ponto isopotencial para o eletrodo e comparar com os valores teóricos para
compensar pelas mudanças na resposta do eletrodo
7 1040
-150
-300
150
300
pH
mV
Ajuste do ponto zero / Isopotencial
Sensibilidade
7 1040
-150
-300
150
300
pH
mV
Ideal (59 mv/pH)
pH e Temperatura
Pendente do EletrodopH dos TampõesAmostrasDeriva do Elemento de ReferenciaErros no Sensor de Temperatura
A fonte de erro mais normal nas medidas de pH é a temperatura
As variações de temperatura podem afetar, pelo menos, de cinco formas diferentes as medidas de pH.
A temperatura influencia o pH das amostras e do tampão, assim como as características do eletrodo.
A dependência da temperatura dos tampões mais comuns é conhecida.
A temperatura tem um efeito muito pequeno sobre tampões inorgânicos,mas tem um efeito significativo sobre tampões alcalinos e alguns
tampões orgânicos.
A influencia da temperatura na pendente dos eletrodos pode ser compensada, mas alterações de pH devidos a erros no eletrodo de
referencia ou mudanças no pH da solução interna do eletrodo. Também, quase nada e conhecido sobre a influencia da temperatura no pH da
amostra.
A temperatura da amostra deve ser medida junto com o seu pH.
Em resumo, eletrodos, tampões e amostras devem estar na mesma temperatura.
Não é possível calcular o pH de uma amostra medida em uma temperatura com o pH medido em outra temperatura.
Uma diferencia de temperatura de 2 à 5°C não tem um efeito muito significativo.
Temperatura
Limpeza do eletrodoToda a superfície da membrana de vidro tem
que estar sempre limpa.
Limpar o eletrodo com água destilada e suficiente quando se usam soluções aquosas.
Limpar o eletrodo com uma solução de detergente diluída uma vez por semana e
bom.
Quando o eletrodo foi usado para medir soluções contendo gorduras ou proteínas
pode ser limpado com uma solução diluída de hipoclorito.
Tipos de eletrodosingle junction pH electrodedouble junction pH electrode
Nos eletrodos combinados clássicos o eletrodo de referencia esta separado da solução externa pela “junction” através da qual o eletrólito vasa.O
eletrólito perdido tem que ser reposto periodicamente.
Com o objetivo de prolongar a vida dos eletrodos se pode usar a denominada “double junction”. Neste tipo de eletrodos uma câmara
adicional é introduzida entre o eletrodo de referencia e a solução externa. A câmara adicional atua como um tampão, reduzindo a velocidade das
mudanças na composição do eletrólito do eletrodo. Este tipo de eletrodos tem uma vida mais longa, mas são mais caros pela dificuldade de
construção
Tipos de eletrodos de pH combinados
ROSSEletrodo de referencia sem informação (Patente).
CalomelCloreto de mercúrio. São os mais problemáticos, mas a solução do eletrodo de referencia e
muito pouco reativa. Para certo tipo de amostras (Tampão Tris) são os mais indicados, por que a solução do eletrodo de referencia não reage com a amostra.
Refillable / Solução pouco reativa / Tóxico / Muito sensível a temperatura / Sofrem de deriva
Cloreto de PrataNon-Refillable: Eles estão vedados de forma permanente e a solução do eletrodo de referencia
esta dentro de um gel.Resistentes / Uso simples / Menos precisos / Vida curta / Barato
Refillable: Contem uma solução saturada de cloreto de prata. Esta solução pode reagir com alguns tipos de amostras (Tampão Tris).
Vida larga / Resposta rápida / Aplicabilidade ampla - Mais preciso / Solução de referencia reativa
Estado SólidoEstes eletrodos usam um Transistor de efeito de campo (Field Effect Transistor - FET) sensível
ao pH.Sensor não é de vidro / Sem manutenção / Resistentes
ROSS, Calomel, Cloreto de prata e Estado sólido.