Sustav državne potpore
jedinstvo mjerenja

STANDARDNI TITRI ZA KUHANJE
PUFER RJEŠENJA -
STANDARDI RADA pH 2 i 3. ISPUŠTANJE

Tehničke i mjeriteljske karakteristike

Metode za njihovo određivanje

Moskva Standardinform 200 8

Predgovor

Utvrđeni su ciljevi, temeljna načela i temeljni postupak za provođenje radova na međudržavnoj normizaciji GOST 1.0-92“Međudržavni sustav standardizacije. Osnovne odredbe” i GOST 1.2-97“Međudržavni sustav standardizacije. Međudržavni standardi, pravila i preporuke za međudržavnu normizaciju. Redoslijed izrade, usvajanja, primjene, ažuriranja i otkazivanja"

O standardu

1 RAZVIJENO od strane Saveznog državnog jedinstvenog poduzeća "Sveruski istraživački institut za fizička, tehnička i radiotehnička mjerenja" (FSUE "VNIIFTRI") Federalne agencije za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo

2 UVODILA Federalna agencija za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo

3 UVOJENO od strane Međudržavnog vijeća za standardizaciju, mjeriteljstvo i certificiranje (Zapisnik br. 26 od 8. prosinca 2004.)

Kratki naziv zemlje prema MK (ISO 3166) 004-97	Šifra države prema MK (ISO 3166) 004-97	Skraćeni naziv nacionalnog tijela za standarde
Azerbejdžan		Azstandard
Bjelorusija		Državni standard Republike Bjelorusije
Kazahstan		Državni standard Republike Kazahstan
Kirgistan		Kirgistandart
Moldavija		Moldavija-Standard
Ruska Federacija		savezna agencija za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo
Tadžikistan		Tadžikstandart
Uzbekistan		Uzstandard

4 Naredba Federalne agencije za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo od 15. travnja 2005. broj 84-st. međudržavni standard GOST 8.135-2004 stupio je na snagu izravno kao nacionalni standard Ruska Federacija od 01.08.2005

6 REVIZIJA. prosinca 2007

Informacija o stupanju na snagu (prestanku) ove norme i njezinim izmjenama objavljuje se u indeksu "Nacionalne norme".

Podaci o izmjenama ove norme objavljuju se u indeksu (katalogu) "Nacionalni standardi", a tekst izmjena - u informativni znakovi "Nacionalni standardi". U slučaju revizije ili ukidanja ovog standarda, relevantne informacije bit će objavljene u indeksu informacija "Nacionalni standardi"

MEĐUDRŽAVNI STANDARD

Datum uvođenja - 01.08.2005

1 područje upotrebe

Ova se norma odnosi na standardne titre, koji predstavljaju točna vaganja kemikalija u bočicama ili ampulama, namijenjenih za pripremu puferskih otopina s određenim pH vrijednostima, te utvrđuje tehničke i mjeriteljske karakteristike i metode za njihovo određivanje.

2 Normativne reference

Ovaj standard koristi Normativne reference prema sljedećim standardima:

3.4 Standardni titri izrađuju se s izvaganim količinama kemikalija potrebnih za pripravu od 0,25; 0,50 i 1 dm 3 puferske otopine. Nazivna masa uzorka tvari potrebne za pripremu 1 dm 3 puferske otopine data je u tablici.

stol 1

	Kemijske tvari uključene u standardni titar	Nazivna težina uzorka m ne m uključeno u standardni titar, za pripremu 1 dm 3 puferske otopine 1, g	Nazivna pH vrijednost puferske otopine na 25 °C 2)
	× 2H 2 O	25,219	1,48
	Kalijev tetraoksalat 2-voda KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H 2 O	12,610	1,65
	Natrijev hidrodiglikolat C4H5O5 Na	7,868	3,49
	Kalijev hidrotartrat KNS 4 H 4 C 6	9,5 3)	3,56
	Kalijev hidroftalat KNS 8 H 4 O 4	10,120	4,01
	Octena kiselina CH 3 COOH Natrijev acetat CH 3 COONa	6,010 8,000	4,64
	Octena kiselina CH 3 COOH Natrijev acetat CH 3 COONa	0,600 0,820	4,71
	Piperazin fosfat C 4 H 10 N 2 H 3 PO 4	4,027	6,26
	Natrijev monohidrogen fosfat Na2HPO4	3,3880 3,5330	6,86
	Kalijev dihidrofosfat KH 2 RO 4 Natrijev monohidrogen fosfat Na2HPO4	1,1790 4,3030	7,41
	Kalijev dihidrofosfat KH 2 RO 4 Natrijev monohidrogen fosfat Na2HPO4	1,3560 5,6564	7,43
	Tris 4) (HOCH 2 ) 3 CNH 2 Tris 4) hidroklorid (HOCH 2) 3 CNH2HCl	2,019 7,350	7,65
	Natrijev tetraborat 10-vodeni Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	3,8064	9,18
	Natrijev tetraborat 10-vodeni Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	19,012	9,18
	natrijev karbonat Na2CO3 Natrijeva karbonatna kiselina NaHCO3	2,6428 2,0947	10,00
	Kalcijev hidroksid Ca (OH) 2	1,75 3)	12,43
1) Za pripremu puferske otopine s volumenom od 0,50 i 0,25 dm 3, masa uzorka tvari mora se smanjiti za faktor 2, odnosno 4. 2) Ovisnost pH vrijednosti puferskih otopina o temperaturi data je u dodatku. . 3) Uzorak za pripremu zasićene otopine. 4) Tris-(hidroksimetil)-aminometan.

3.5 Mase izvaganih tvari u standardnim titrima moraju odgovarati nazivnim vrijednostima s tolerancijom ne većom od 0,2%. Mase izvaganih tvari u standardnim titrima za pripremu zasićenih otopina kalijevog hidrotartrata i kalcijevog hidroksida moraju odgovarati nazivnim vrijednostima s tolerancijom ne većom od 1%.

3.6 Puferske otopine pripremljene iz standardnih titara trebaju reproducirati nominalne pH vrijednosti navedene u tablici.

Dopuštena odstupanja od nominalne pH vrijednosti ne smiju prelaziti:

± 0,01 pH - za puferske otopine - radni pH standardi 2. kategorije;

± 0,03 pH - za puferske otopine - radni pH standardi 3. kategorije.

3.7 Standardne titre dopušteno je proizvoditi u obliku izvaganih porcija praha kemikalija i u obliku njihovih vodenih otopina (standardni titri s octenom kiselinom - samo u obliku vodenih otopina), pakirani u hermetički zatvorene bočice ili zatvoreni u staklene ampule.

Za pripremu vodenih otopina koristi se destilirana voda. GOST 6709.

3.8 Zahtjevi za pakiranje, pakiranje, označavanje i transport standardnih titara - prema tehnički podaci za specifične standardne titre.

3.9 Operativna dokumentacija za standardne naslove treba sadržavati sljedeće podatke:

Namjena: kategorija (2. ili 3.) radnih pH standarda - puferske otopine pripremljene iz standardnih titara;

Nazivna pH vrijednost puferskih otopina na 25 °S;

Volumen puferskih otopina u kubičnim decimetrima;

Metodologija (uputa) za pripremu puferskih otopina iz standardnih titara, izrađena u skladu s dodatkom ovog standarda;

Standardni titar roka trajanja.

4 Metode za karakterizaciju standardnih titara

4.1 Broj uzorakankako bi se odredile karakteristike svake modifikacije, odabiru se standardni titri premaGOST 3885 ovisno o volumenu serije standardnih titara ove modifikacije, ali najmanje tri uzorka standardnih titara u ampulama (za određivanje pH) i najmanje šest uzoraka u bočicama (3 - za određivanje mase, 3 - za određivanje pH).

4.2 Mjerni instrumenti koji se koriste moraju imati verifikacijske potvrde (certifikate) s važećim rokom ovjere.

4.3 Mjerenja se provode u normalnim uvjetima:

temperatura okolnog zraka, °S 20 ± 5;

relativna vlažnost zraka, % od 30 do 80;

atmosferski tlak, kPa (mm Hg) od 84 do 106 (od 630 do 795).

4.4 Izvagana težina kemikalije u bočici 1) određena je razlikom u težini izvagane bočice i težini prazne čiste bočice. Mjerenja težine uzorka i težine bočice provode se s greškom od najviše 0,0005 g na analitičkoj vagi (klasa točnosti ne niža od 2 prema GOST 24104).

1) U staklenoj ampuli ne određuje se težina uzorka standardnog titra.

4.4.1 Odstupanje D i, %, masa uzorka iz nazivne vrijednosti mase za svaki od uzoraka određena je formulom

gdje m nom- nazivnu masu uzorka kemijske tvari koja je dio standardnog titra (vidi tablicu);

i

m i- rezultat mjerenja masei-ti uzorak ( i = 1 ... n), G.

4.4.2 Ako je za barem jedan od uzoraka vrijednost D ibit će više od 0,2% (a za standardne titre za pripremu zasićenih puferskih otopina - više od 1%), tada se serija standardnih titara ove modifikacije odbija.

4.5.1 pH vrijednost puferske otopine - radni pH standard 2. kategorije, pripremljen iz standardnog titra, određuje se korištenjem radnog pH standarda 1. kategorije ( GOST 8.120) na temperaturi puferskih otopina (25 ± 0,5) °C u skladu s metodama za provođenje pH mjerenja uključenim u propisi radni pH standard 1. kategorije.

4.5.1.1 pH odstupanje od nominalne vrijednosti ( D pH) i, određena formulom

(DpH) i= | pH nom - pH i | ,

gdje i- broj uzorka standardnog titra;

pH nom - nazivna pH vrijednost puferske otopine prema tablici;

pH i - rezultat mjerenja pH vrijednostii-ti uzorak ( i = 1 ... n).

4.5.1.2 Ako je vrijednost ( D pH) iza svaku od puferskih otopina ne više od 0,01 pH, tada se standardni titri ove serije smatraju prikladnim za pripremu radnog pH standarda 2. kategorije.

Ako vrijednost (D pH) iza svaku od puferskih otopina ne više od 0,03 pH, tada se standardni titri ove serije smatraju prikladnim za pripremu radnog pH standarda 3. kategorije.

(DpH) i

4.5.4 pH vrijednost puferske otopine - radni pH standard 3. kategorije, pripremljen iz standardnog titra, određuje se referentnim pH metrom 2. kategorije ( GOST 8.120) u skladu s uputama za uporabu pH metra pri temperaturi puferskih otopina (25 ± 0,5) °C.

4.5.2.1 pH odstupanje od nominalne vrijednosti ( D pH) i određeno od .

4.5.2.2 Ako je vrijednost ( D pH) iza svaku od puferskih otopina ne više od 0,03 pH, tada se standardni titri ove serije smatraju prikladnim za pripremu radnog pH standarda 3. kategorije.

Ako za barem jednu od otopina pufera(DpH) iće biti veći od 0,03 pH, tada se mjerenja ponavljaju na dvostruko većem broju uzoraka.

Rezultati ponovljenih mjerenja su konačni. Ako su rezultati negativni, serija standardnih titara se odbija.

Dodatak A
(obavezno)

Kemijske tvari za standardne titre dobivaju se dodatnim pročišćavanjem kemijskih reagensa s kvalifikacijom najmanje analitičke čistoće. Kemijski reagensi os.p. i ch.p. razreda mogu se koristiti bez dodatnog pročišćavanja. Međutim, krajnji kriterij za njihovu prikladnost za standardne titre je pH vrijednost puferskih otopina pripremljenih iz standardnih titara. Za pročišćavanje tvari potrebno je koristiti destiliranu vodu (u daljnjem tekstu voda) specifične električne vodljivosti ne većom od 5× 10 -4 cm × m -1 na temperaturi od 20 °C prema GOST 6709.

A.1 Kalijev tetraoksalat 2-voda KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H 2 O se pročišćava dvostrukom prekristalizacijom iz vodenih otopina na temperaturi od 50 °C. Sušiti u pećnici sa prirodna ventilacija na temperaturi (55± 5) °S na konstantnu masu.

A.2 Natrijev hidrodiglikolat (oksidiacetat) C4H5O5 Na sušeno na 110°C do konstantne težine. Ako kemijski reagens nije dostupan, tada se natrijev hidrodiglikolat dobiva poluneutralizacijom odgovarajuće kiseline s natrijevim hidroksidom. Nakon kristalizacije, kristali se odfiltriraju na poroznom staklenom filteru.

A.3 Kalijev hidrotartarat (kalijev tartrat) KNS 4 H 4 O 6 pročišćava se dvostrukom prekristalizacijom iz vodenih otopina; sušeno u pećnici na temperaturi (110± 5) °S na konstantnu masu.

A.4 Kalijev hidroftalat (kiselina kalijevog ftalata) KNS 8 H 4 O 4 pročišćava se dvostrukom prekristalizacijom iz vrućih vodenih otopina uz dodatak kalijevog karbonata tijekom prve prekristalizacije. Precipitirani kristali se odfiltriraju na temperaturi ne nižoj od 36 °C. Sušite u pećnici s prirodnom ventilacijom na temperaturi od (110± 5) °S na konstantnu masu.

A.5 Octena kiselina CH 3 COOH ( GOST 18270) čisti se na jedan od sljedećih načina:

a) destilacija uz dodatak male količine bezvodnog natrijevog acetata;

b) dvostruko frakcijsko zamrzavanje (nakon završetka procesa kristalizacije uklanja se višak tekuće faze).

A.6 Natrijev acetat 3-vodeni (natrijev acetat) CH 3 COONa × 3H 2 O ( GOST 199) pročišćava se dvostrukom prekristalizacijom iz vrućih vodenih otopina, nakon čega slijedi kalcinacija soli na temperaturi od (120± 3) °S do konstantne mase.

A.7 Piperazin fosfat C 4 H 10 N 2 H 3 PO 4 × H 2 O se sintetizira iz piperazina i fosforne kiseline ( GOST 6552), pročišćen trostrukom prekristalizacijom iz alkoholnih otopina. Sušiti preko silika gela u mraku u eksikatoru do konstantne težine.

A.8 Kalijev fosfat monosupstituiran (kalijev dihidrogen fosfat) KH 2 PO 4 ( GOST 4198) pročišćava se dvostrukom prekristalizacijom iz smjese vode i etanola u volumnom omjeru 1:1 i naknadnim sušenjem u pećnici na temperaturi od (110± 5) °S na konstantnu masu.

A.9 Natrijev fosfat disupstituiran 12-vodeni (natrijev monohidrogen fosfat) Na2HPO4 (bezvodni) se dobiva iz 12-vodene soli Na 2 HPO 4 × 12H 2 O ( GOST 4172) tri puta rekristalizacija iz vrućih vodenih otopina. Sušiti (dehidrirati) u pećnici s prirodnom ventilacijom u fazama u sljedećim načinima:

Na (30 ± 5) °S - do konstantne mase

Na (50 ± 5) °S - » » »

Na (120 ± 5)°S - » » »

A.10 Tris-(hidroksimetil)-aminometan ( HOCH 2 ) 3 CNH 2 sušeno na 80°C u pećnici do konstantne težine.

A.11 Tris-(hidroksimetil)-aminometan hidroklorid ( HOCH 2 ) 3 CNH 2 HCl sušeno na 40°C u pećnici do konstantne težine.

A.12 Natrijev tetraborat 10-vodeni Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O ( GOST 4199) pročišćava se trostrukom prekristalizacijom iz vodenih otopina na temperaturi od (50± 5) °C. Sušite na sobnoj temperaturi dva do tri dana. Konačna priprema natrijevog tetraborata provodi se držanjem soli u staklenoj grafitnoj (kvarc, platina ili fluoroplastična) čaša u eksikatoru iznad zasićene otopine mješavine natrijevog klorida i saharoze ili zasićene otopine KBr na sobnoj temperaturi do konstantne težine.

A.13 Natrijev karbonat Na 2CO3 (GOST 83) pročišćava se trostrukom prekristalizacijom iz vodenih otopina, nakon čega slijedi sušenje u pećnici na temperaturi od (275± 5) °S na konstantnu masu.

A.14 Natrijev karbonat NaHCO3 (GOST 4201) se pročišćava trostrukom prekristalizacijom iz vodenih otopina s mjehurićem ugljičnim dioksidom.

A.15 Kalcijev hidroksid Ca (OH) 2 dobiva se kalciniranjem kalcijevog karbonata CaCO 3 ( GOST 4530) na temperaturi (1000± 10) °C 1 sat. Dobiveni kalcijev oksid CaO ohladi se na zraku na sobnoj temperaturi i polako, u malim obrocima, ulijeva vodu uz stalno miješanje dok se ne dobije suspenzija. Suspenzija se zagrijava do vrenja, ohladi i filtrira kroz stakleni filtar, zatim se ukloni iz filtera, osuši u vakuumskom eksikatoru do konstantne težine i melje u fini prah. Čuva se u eksikatoru.

Dodatak B
(referenca)

Standardni broj izmjene titra	Kemijske tvari uključene u standardni titar (modifikacije prema tablici)	pH puferskih otopina na temperaturi, °S
	Kalijev tetraoksalat 2-vodeni					1,48	1,48	1,48	1,49	1,49	1,50	1,51	1,52	1,53	1,53
	Kalijev tetraoksalat 2-vodeni			1,64	1,64	1,64	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,66	1,67	1,69	1,72
	Natrijev hidrodiglikolat		3,47	3,47	3,48	3,48	3,49	3,50	3,52	3,53	3,56	3,60
	Kalijev hidrogen tartarat						3,56	3,55	3,54	3,54	3,54	3,55	3,57	3,60	3,63
	Kalijev hidroftalat	4,00	4,00	4,00	4,00	4,00	4,01	4,01	4,02	4,03	4,05	4,08	4,12	4,16	4,21
		4,66	4,66	4,65	4,65	4,65	4,64	4,64	4,65	4,65	4,66	4,68	4,71	4,75	4,80
	Octena kiselina + natrijev acetat	4,73	4,72	4,72	4,71	4,71	4,71	4,72	4,72	4,73	4,74	4,77	4,80	4,84	4,88
	Piperazin fosfat		6,48	6,42	6,36	6,31	6,26	6,21	6,14	6,12	6,03	5,95
		6,96	6,94	6,91	6,89	6,87	6,86	6,84	6,83	6,82	6,81	6,82	6,83	6,85	6,90
	Natrijev monohidrogen fosfat + kalijev dihidrogen fosfat	7,51	7,48	7,46	7,44	7,42	7,41	7,39	7,37
	Natrijev monohidrogen fosfat + kalijev dihidrogen fosfat		7,51	7,49	7,47	7,45	7,43	7,41	7,40
	Tris hidroklorid + Tris	8,40	8,24	8,08	7,93	7,79	7,65	7,51	7,33	7,26	7,02	6,79
	Natrijev tetraborat	9,48	9,41	9,35	9,29	9,23	9,18	9,13	9,07	9,05	8,98	8,93	8,90	8,88	8,84
	Natrijev tetraborat	9,45	9,39	9,33	9,28	9,23	9,18	9,14	9,09	9,07	9,01	8,97	8,93	9,91	8,90
	Natrijev karbonat kiseli + natrijev karbonat	10,27	10,21	10,15	10,10	10,05	10,00	9,95	9,89	9,87	9,80	9,75	9,73	9,73	9,75
	kalcijev hidroksid	13,36	13,16	12,97	12,78	12,60	Bilješka - Za pripremu otopina s pH vrijednošću > 6, destilirana voda se mora prokuhati i ohladiti na temperaturu od 25 - 30 °C. Prilikom pripreme staklenog posuđa nemojte koristiti sintetičke deterdžente. B.1.1 Standardni titar se prenosi u odmjernu tikvicu 2. klase prema GOST 1770(u daljnjem tekstu tikvica). B.1.2 Izvadite bočicu (ampulu) iz pakiranja. B.1.3 Isperite površinu bočice (ampule) vodom i osušite filter papirom. B.1.4 Umetnite lijevak u tikvicu, otvorite bočicu (ampulu) u skladu s uputama proizvođača, ostavite da se sadržaj potpuno izlije u tikvicu, isperite bočicu (ampulu) iznutra vodom dok se tvar potpuno ne ukloni s površina, voda za pranje ulio u tikvicu. B.1.5 Tikvicu napunite vodom do otprilike dvije trećine volumena, protresite dok se sadržaj potpuno ne otopi (osim zasićenih otopina kalijevog hidrogentartarata i kalcijevog hidroksida). B.1.6 Napunite tikvicu vodom bez dodavanja vode do oznake od 5 - 10 cm 3. Tikvica se termostatira 30 minuta u vodenom termostatu na temperaturi od 20 °C (tikvice sa zasićenim otopinama kalijevog hidrotartrata i kalcijevog hidroksida potpuno se napune vodom i termostatiraju najmanje 4 sata na temperaturi od 25 °C i 20 °C, odnosno povremeno miješanje suspenzije u tikvici mućkanjem). B.1.7 Volumen otopine u tikvici razrijediti vodom do oznake, zatvoriti i sadržaj temeljito promiješati. U uzorcima uzetim iz zasićenih otopina kalijevog hidrotartrata i kalcijevog hidroksida, talog se uklanja filtracijom ili dekantacijom. U 2 Čuvanje radnih pH standarda B.2.1 Radni pH standardi čuvaju se u dobro zatvorenoj staklenoj ili plastičnoj (polietilenskoj) posudi na tamnom mjestu na temperaturi ne višoj od 25 °C. Rok trajanja radnih standarda je 1 mjesec od trenutka pripreme, s izuzetkom zasićenih otopina kalijevog hidrotartrata i kalcijevog hidroksida koje se pripremaju neposredno prije mjerenja pH i koje ne podliježu skladištenju.

Ciljevi proučavanja teme:
- rezultati predmeta: proučavanje pojmova "elektrolitička disocijacija", "stup elektrolitička disocijacija“, “elektrolit”, razvoj znanja o vodikovom indeksu, razvoj vještina u radu s tvarima na temelju poštivanja sigurnosnih propisa;
- metapredmetni rezultati: formiranje vještina za provođenje eksperimenta korištenjem digitalna oprema(dobivanje eksperimentalnih podataka), obrada i prezentacija rezultata;
- osobni rezultati: formiranje vještina za provođenje obrazovnog istraživanja na temelju postavljanja laboratorijskog pokusa.

Izvedivost korištenja projekta "pH i temperatura"
1. Rad na projektu pridonosi formiranju interesa za proučavanje teorijske teme “Teorija elektrolitičke disocijacije” koja je teška za određenu dob (13-14 godina). NA ovaj slučaj Određivanjem pH učenici utvrđuju odnos između stupnja disocijacije kiseline i temperature otopine. Rad s otopinom sode propedeutski je u 8. razredu i omogućuje vam povratak na rezultate projekta u 9. razredu ( izvannastavne aktivnosti), 11. razred ( opći tečaj) pri proučavanju hidrolize soli.
2. Dostupnost reagensa (limunska kiselina, soda bikarbona) i opreme (u nedostatku digitalnih pH senzora, može se koristiti indikatorski papir) za istraživanje.
3. Pouzdanost eksperimentalne metodologije osigurava nesmetano odvijanje rada, zajamčeno od smetnji i metodoloških propusta.
4. Sigurnost pokusa.

instrumentalna dionica
Oprema:
1) digitalni pH senzor ili laboratorijski pH metar, lakmus papiri ili drugi pokazatelji kiselosti;
2) alkoholni termometar (od 0 do 50 0S) ili digitalni senzor temperature;
3) limunska kiselina (1 čajna žličica);
4) soda za piće(1 čajna žličica);
5) destilirana voda (300 ml);
6) posuda za vodenu kupelj (aluminijska ili emajlirana posuda ili posuda), otopine možete ohladiti mlazom hladna voda ili snijeg, a grije se toplom vodom;
7) kemijske čaše s samljevenim poklopcem kapaciteta 50-100 ml (3 kom.).

Lekcija broj 1. Formulacija problema
Plan učenja:
1. Rasprava o pojmovima "elektrolitička disocijacija", "stupanj elektrolitičke disocijacije", "elektrolit".
2. Iskaz problema. Planiranje instrumentalnog eksperimenta.

Sadržaj aktivnosti
Aktivnost učitelja
1. Organizira raspravu o pojmovima "elektrolitička disocijacija", "stupanj elektrolitičke disocijacije", "elektrolit". pitanja:
Što su elektroliti?
- Koliki je stupanj elektrolitičke disocijacije?
- Kako se zapisuje jednadžba disocijacije jakih (na primjer, sumporna kiselina, aluminijev sulfat) i slabih elektrolita (na primjer, octena kiselina)?
- Kako koncentracija otopine utječe na stupanj disocijacije?
Odgovor se može raspravljati na primjeru razrijeđenih i koncentriranih otopina octene kiseline. Ako je moguće odrediti električnu vodljivost, moguće je pokazati različitu električnu vodljivost octene esencije i stolnog octa

Sagledati nove informacije na temu Razvijanje ideja o stupnju disocijacije koje se formiraju u nastavi kemije Kognitivni

Procijeniti potpunost razumijevanja teme Sposobnost analize razumijevanja pitanja Regulatorno

Aktivnost učitelja
2. Organizira planiranje i pripremu instrumentalnog eksperimenta:
- upoznavanje s podacima projekta "pH i temperatura";
- rasprava o svrsi projekta, hipotezama;
- organizacija radnih skupina (tri grupe);
- priprema opreme

Radnje koje treba poduzeti Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Uočavaju informacije o sigurnosnim propisima pri radu s kiselinama (limunska kiselina) Razvijaju koncept potrebe poštivanja sigurnosnih propisa Kognitivni
Pojasniti ono što ostaje nerazumljivo Sposobnost formuliranja pitanja na temu Komunikativno
Ocijeniti potpunost razumijevanja metodologije rada na projektu Sposobnost analize razumijevanja problematike Regulatorna

Lekcija broj 2. Provođenje eksperimenta
Plan učenja:
1. Priprema za rad digitalnih senzora pH i temperature.
2. Provođenje istraživanja ovisnosti pH vrijednosti o temperaturi:
1. skupina: pH mjerenje otopine limunske kiseline na 10 0S, 25 0S, 40 0S;
2. skupina: mjerenje pH otopine sode bikarbone na 10 0S, 25 0S, 40 0S;
3. skupina: pH mjerenje destilirane vode na 10 0S, 25 0S, 40 0S.
3. Primarna analiza dobivenih rezultata. Ispunjavanje upitnika GlobalLab projekta.

Aktivnost učitelja
1. Organizira radna mjesta za svaku grupu učenika:
- objašnjava kako otopine ohladiti, a zatim ih postupno zagrijavati i mjeriti temperaturu i pH;
- odgovara na pitanja učenika

Radnje koje treba poduzeti Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Percipirati informacije prema načinu rada Razvoj ideja o radu digitalnih senzora Kognitivni
Pojasniti ono što ostaje nerazumljivo Sposobnost formuliranja pitanja na temu Komunikativno
Ocijeniti potpunost razumijevanja rada na projektu Sposobnost analize razumijevanja pitanja Regulatorni

Aktivnost učitelja
2. Organizira rad učenika u grupama. Učitelj kontrolira tijek rada u grupama, odgovara na eventualna pitanja učenika, prati popunjavanje tablice rezultata istraživanja na ploči

Radnje koje treba poduzeti Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
1. Spojite digitalne senzore na računalo.
2. Pripremite otopine:
1. skupina - limunska kiselina;
2. skupina - soda bikarbona;
3. skupina - destilirana voda.
3. Ohladite otopine i izmjerite pH na 10°C.
4. Postupno zagrijavajte otopine i izmjerite pH na 25°C i 40°C.
5. Upisuju se rezultati mjerenja opći stol, koji je nacrtan na ploči (zgodan za raspravu) Formiranje vještina za provođenje instrumentalnog istraživanja Kognitivni
Rad u skupinama Odgojno-obrazovna suradnja u skupinama Komunikativna
Rad na zajedničkom problemu, ocjenjivanje tempa i cjelovitosti obavljenog posla Sposobnost analiziranja svojih radnji i prilagođavanja ih na temelju zajednički rad cijeli razred Regulatorni

Aktivnost učitelja
3. Organizira primarnu analizu rezultata istraživanja. Organizira rad studenata na ispunjavanju upitnika GlobalLab projekta “PH i temperatura”

Radnje koje treba poduzeti Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Upoznati rezultate rada drugih grupa Formiranje ideja o ovisnosti pH vrijednosti o temperaturi Kognitivni
Postavljajte pitanja predstavnicima drugih grupa Odgojno-obrazovna suradnja s kolegama iz razreda. Razvoj usmeni govor Komunikativna
Analizirati rezultate rada, ispuniti projektni upitnik Sposobnost analizirati svoje djelovanje i predstaviti rezultate svog rada Regulatorni

Lekcija broj 3. Analiza i prezentacija rezultata
Sadržaj aktivnosti
1. Predstavljanje rezultata: nastupi učenika.
2. Rasprava o nalazima značajnim za sudionike projekta koji koriste digitalne pH senzore.

Aktivnost učitelja
1. Organizira nastupe učenika. Podržava zvučnike. Donosi zaključak o radu na projektu, zahvaljuje svim sudionicima

Radnje koje treba poduzeti Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Prezentirati rezultate svojih aktivnosti, slušati govore kolega iz razreda Formiranje ideja o obliku prezentacije rezultata projekta Kognitivni
Sudjelujte u raspravi o govorima Odgojno-obrazovna suradnja s kolegama iz razreda. Razvoj usmenog govora Komunikativan
Analizirati rezultate svog rada, komentirati izjave kolega iz razreda Sposobnost analize rezultata svojih aktivnosti i rada drugih ljudi Regulatorni

Aktivnost učitelja
2. Organizira raspravu o problematici koja je predstavljena u projektu „Kako će se ponašati pH otopine ako se ohladi ili zagrije? Zašto znanstvenici pokušavaju mjeriti pH na istoj temperaturi i kakav zaključak iz toga trebaju izvući sudionici GlobalLab projekta?
Organizira raspravu o rezultatima koji potvrđuju ili opovrgavaju hipotezu projekta „Kada se mijenja temperatura otopina, mijenja se konstanta disocijacije otopljenih kiselina i lužina, a time i pH vrijednost“

Radnje koje treba poduzeti Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Raspravljajte o odnosu između pH otopine i temperature Razvoj ideja o stupnju elektrolitičke disocijacije Kognitivni
Izrazite svoje mišljenje o hipotezi projekta i formulirajte zaključak Obrazovna suradnja s kolegama iz razreda. Razvoj usmenog govora Komunikativan
Procijeniti hipotezu projekta na temelju dobivenih rezultata Sposobnost procijeniti hipotezu na temelju već dobivenih rezultata i formulirati zaključak Regulatorni

Svojedobno je moj prvi morski akvarij bio remek djelo. Bio je to stakleni akvarij od 20 galona, ​​zalijepljen silikonsko ljepilo. Sustav filtracije sastojao se od pneumatskih pješčanih filtera. Moj zadatak je bio uzdržavati dvojicu njegovih stanovnika (Bew Gregory the Damselfish - Stegastes leucostictus- i morske anemone Kondilaktis) što sretniji (što je, s obzirom na moj nedostatak iskustva i ograničena sredstva, značilo da ih zadržim na životu). Težak zadatak za dijete od 9 godina, bila je 1964. godina. Moja mentorica, gospođa Perry iz Cobb Pets-a, savjetovala mi je da provjerim specifična gravitacija vode i pH. Specifična težina je bila prilično jednostavna (jednostavno stavite hidrometar u akvarij i označite na određenoj razini prilikom dodavanja svježa voda), ali s pH je sve bilo nešto kompliciranije. Ovaj parametar je testiran dodavanjem obojene tekućine u bocu s uzorkom. akvarijska voda. Kao magijom, boja uzorka vode je promijenjena, a zatim uspoređena pomoću usporedne tablice koja se sastoji od niza obojenih kvadrata. U svom prvom testu morala sam dodati sodu bikarbonu da podignem pH. Uredno sam to učinio - bez promjene. Nastavila sam proces sve dok nisam dodala cijelo pakiranje sode bikarbone.

Nikada neću saznati što je uzrokovalo smrt moje ribe i anemone, ali incident se dogodio odmah nakon opisane epizode. Osim što je sve završilo jako tužno po moje ljubimce, situacija je za mene postala poražavajuća. Sav moj rad, za koji sam dobivao dolar tjedno, bio je u vodu. Da stvar bude gora, ja sam bio odgovoran za smrt stanovnika. Zakopao sam ih na paprati prekrivenoj obali potoka koji je tekao u našem dvorištu. Sada mislim da je tekućem reagensu istekao rok trajanja, stoga su rezultati bili netočni. Bila je to vrlo poučna lekcija.

Situacija se nije puno promijenila tijekom godina. Nedostatak znanja o značaju ovog ključnog parametra i kako provjeriti pokazatelje, nedostatak ispravnog tumačenja i potrebne mjere može i dovest će do katastrofalnih posljedica. Ono što se značajno promijenilo je dostupnost na tržištu i pristupačnost metoda i instrumenata za mjerenje pH vrijednosti. U ovom članku ćemo pogledati neke od njih, uspoređujući njihove prednosti i nedostatke.

određivanje pH

pH je procjena kisele ili alkalne prirode tvari, izražena na skali od 0 do 14, pri čemu je 0 vrlo kiselo, a 14 vrlo lužnato. Neutralno okruženje (nije kiselo, a ne alkalno) - indikator 7 na ovoj ljestvici. Ioni vodika prevladavaju kod kiselih pH vrijednosti, dok hidroksidni ioni prevladavaju u alkalnim uvjetima.

Slika 1. pH ljestvica je logaritamska i predstavlja stupanj aktivnosti vodikovih iona.

Ovisno o izvoru, pH označava "potencijal vodika" ili francuski izraz"pouvoir hydrogène", što znači "vodikova energija".

Važnost mjerenja pH

pH je karakteristika tekućina (u našem slučaju) koja utječe na njihovu kemijski sastav, posebno, topljivost hranjive tvari(dobro, da nismo pretjerali). Nizak pH može potencijalno otrovne teške metale učiniti topivim. pH utječe na aktivnost enzima (imaju preferirani pH raspon). Visok pH može otopiti stanične lipidne membrane. Na vodeni organizmi postoji i preferirani pH raspon. Kratak pregled pH vrijednosti u različitim sredinama (zanimljivim za akvariste) prikazan je u tablici 1. Tablica 1. Približne pH vrijednosti.

pH izvor	pH
Rijeka Rio Negro	5.1
Kišnica	5.6
rijeka Amazon (svjetla voda)	6.9
Čista (pitka) voda	7
Morska voda	8.2
jezero Tanganyika (površina)	9

pH mjerenje

Postoji nekoliko načina za određivanje pH. Svaki od njih ima svoje prednosti i nedostatke. Počnimo s najjeftinijim.

Lakmus papir
Lakmus je materijal dobiven od lišajeva (ime potječe od staronordijske riječi litmosi, što znači "boja" i "mahovina / lišaj"). Ovaj lakmusov derivat mijenja boju predvidljivo kada je izložen različitim pH razinama. Ova osjetljivost čini lakmus lakim i jeftinim načinom određivanja pH. Lakmus papir je papir u koji su dodane ove boje topive u vodi, a promjena boje uzrokovana uranjanjem lakmus papira u uzorak vode ukazuje na kiselu ili lužnatu sredinu. Radni raspon pH mjerenja je približno 5 - 8. Test promjene boje mora se provesti pod osvjetljenjem punog spektra.

Slika 2. Lakmus papir je jeftin, ali približan način mjerenja pH.

Prednosti: jeftin (oko 5 US). Brz, jednostavan za korištenje.

Nedostaci: Daje približne brojke. Na rezultat utječe boja uzorka vode, reduktori i oksidanti. Tumačenje rezultata zahtijeva oštru viziju. Rok trajanja reagensa je ograničen.

indikatorske boje
Vrlo je malo takvih pH indikatora. Možete ih kupiti u prahu ili tekućem obliku. Obično se koriste u analizama koje uključuju titraciju. Ispod su karakteristike nekih od njih:

Fenolftalein: indikator kiseline/lužine koji postaje bezbojan u kiseloj sredini i ružičasto-crven u alkalnoj sredini. Mjerni raspon ~8,3 do 10.

Metilnaranča (heliantin, kisela azo boja): Mijenja boju iz žute u crvenu pri pH vrijednosti od oko 3,7.

Meta-Cresol ljubičasta: narančasto-žuta na 7,4 i mijenja boju u ljubičastu na višoj visoke stope pH (do oko 8,8.)

Bromotimol plava: plava na 7,5, zelenkasta na ~6,2 - 6,8 i žuta na oko 6.

Svestrani indikator: Kombinira više pokazatelja kako bi omogućio procjenu širokog raspona pH.

Slika 3. Ovaj pH test od API-ja koristi meta-krezol ljubičastu kao indikator.
Poželjno je procijeniti promjenu boje u prirodnom svjetlu na bijeloj pozadini.

Prednosti: Relativno jeftino (~10 USD.) Neke se boje mogu koristiti za druge testove (npr. alkalnost) bez upotrebe pH elektrode kada se koristi reagens.

Protiv: isto kao lakmus papir. Pojedinačne boje imaju ograničen pH raspon. Na rezultate može utjecati zamućenost i/ili boja ispitne tekućine. Usporedbu treba provesti na bijeloj pozadini pod punom osvjetljenjem spektra. Reagensi imaju ograničen rok trajanja - mora biti oznaka o roku valjanosti.

pH elektrode
Znam da je akvaristima početnicima to teško zamisliti, ali prije 30 godina akvaristi izvan Europe jedva da su čuli za upotrebu pH elektroda. Situacija se promijenila 1980-ih kada Njemačka tvrtka(Dupla GmbH) počela je izvoziti naprednu opremu u Sjeverna Amerika. Danas se pH metri koriste posvuda. Dostupnost uređaja i konkurencija među proizvođačima pridonijeli su činjenici da je cijena postala prilično pristupačna.

pH elektroda je selektivni senzor vodikovih iona (H+). pH elektrode zapravo koriste dvije elektrode, sondu (indikatorsku elektrodu) i referentnu elektrodu. U pravilu se ove dvije elektrode nalaze u jednom kućištu ("tijelo") elektrode. Na kraju tijela elektrode, sonda ima tanak sloj stakla osjetljivog na vodik. Napon sonde varira ovisno o aktivnosti vodikovih iona (napon raste u kiseloj sredini, a opada u alkalnoj). Kontrolna elektroda osigurava stalni pritisak, koji koristimo za određivanje razlike sa sondom. Ukupni mV odziv šalje se u mjerni instrument (metar) gdje se pretvara u pH vrijednost.

Struktura senzora i terminologija
Da bismo razumjeli kako funkcionira pH elektroda, potrebno je razumjeti neke od pojmova koji se koriste i za opisivanje njezina dizajna i drugih.

Kućište (tijelo elektrode): šuplja cijev koja sadrži radne dijelove pH elektrode. Tijelo može biti izrađeno od stakla ili kemijski otporne plastike poput poliesterimida.

Međuspremnik: U našem slučaju, standardno rješenje, koji pokazuje kiseli, neutralni ili alkalni pH, koristi se za kalibraciju pH metra. Radi lakše identifikacije, neke puferske otopine označene su bojama.

Kalibracija: Proces provjere ili podešavanja kalibracije analitičkog instrumenta.

Spoj (fuga, lem): Kombinacija dva dijela; u ovom slučaju ispitni materijal i kontrolna unutarnja otopina. Veze se izrađuju od raznih materijala; Materijali moraju biti porozni kako bi kontrolna otopina mogla proći. Obično se koristi keramika, tkanina i slično. Postoje elektrode s jednom, dvije i prstenaste veze.

Frita: Djelomično rastaljeno staklo ili keramika, ponekad se koristi kao spoj.

ATC: automatska kompenzacija temperature. Budući da pH otopine ovisi o temperaturi, ATC ispravlja učinke temperature. ATC zahtijeva temperaturni senzor, koji se može ugraditi u elektrodu blizu staklene žarulje.

Referentna elektroda: Elektroda koja osigurava poznati, konstantni napon; obično izrađena od klor-srebrne žice i napunjena puferskim elektrolitom.
Sonda: Klor-srebrna žica u cijevi sa staklenom žaruljicom osjetljivom na pH na kraju.

Slika 4 Interni detalji pH elektroda.
Radi jasnoće, zaštitni poklopac (čep) koji okružuje krhku staklenu tikvicu nije prikazan.
Neke pH elektrode imaju priključak sa strane

Vrste pH elektroda
Postoji nekoliko vrsta elektroda. Neke, obično starije, elektrode (koje se sada rijetko viđaju po mom iskustvu) sastoje se od dva odvojena kućišta. Trenutno je većina elektroda kombinirani senzori, gdje se anoda i katoda nalaze odvojeno u jednom kućištu. Oblik staklene žarulje često određuje što će elektroda mjeriti. Kuglaste tikvice, sa svojom velikom površinom, vrlo su prikladne za višenamjenska (univerzalna) mjerenja u vodenom okruženju. Konične tikvice mogu prodrijeti u polukrute materijale (kao što su meso i druga hrana) i tlo. Za mjerenje pH mogu se koristiti ravne staklene "tikvice". različiti tipovi koža, itd. Neke su elektrode za višekratnu upotrebu, dok druge nisu, punjene su kemijskim gelovima. Neke elektrode imaju uklonjive (zamjenjive) veze i sonde.

Kratak pregled pH metara

Naša recenzija posvećena je pH metrima proizvođača Hanna instrumenti(Woonsocket, Rhode Island, SAD.) Hanna je na tržištu od 1978. godine i danas nudi više od 3000 varijanti proizvoda svojim kupcima diljem svijeta. Neki od proizvoda tvrtke zanimljivi su akvaristima.

Svi Hanna pH mjerači prikazani u ovom pregledu isporučuju se s puferom za kalibraciju, otopinom za čišćenje elektroda i kućištem. Započnimo našu recenziju sa:

pH provjeravač (HI98103)

Slika 5. Povoljan pH Checker iz Hanna Instruments.

HI98103 Checker® početni pH metar bit će vrijedan dodatak alatu mnogih akvarista. Uređaj nudi 0,1 pH jedinice. rezolucije po pristupačnoj cijeni. Pristupačna cijena zbog činjenice da instrument nudi samo dvije točke kalibracije (pH 4,01 i 7,01 ili 7,01 i 10,01) bez automatske temperaturne kompenzacije (ATC) ili mogućnosti mjerenja temperature. Budući da se općenito preporučuje da točke kalibracije odražavaju očekivani pH, ovaj uređaj je prikladniji za slatkovodne sustave koji oponašaju kisela okruženja, kao što su amazonski biotopi (unatoč činjenici da je sigurno sposoban mjeriti pH vrijednosti koje su tipične za grebene i sustavi s afričkim ciklidima, iako s manjom preciznošću zbog samo dvije kalibracijske točke). Elektroda je zamjenjiva, a spoj je napravljen od papira.

Raspon: 0 do 14 jedinica

Rezolucija: 0,1 jedinica

Točnost: ±0,2 jedinice

Točke kalibracije (gradacije): dvije; pH 4,01, 7,01 ili 10,01

Automatska kompenzacija temperature: Ne

Mjerenje/prikaz temperature: Nema

Zamjenjiva sonda: Da

Promjer elektrode: 8 mm (~5/16")

Veličina LCD-a: 3/8" (~10 mm)

Baterija: 1-CR2032; resurs oko 1000 h.

pHep pH i senzor temperature(HI98107)

Slika 6. pHep uređaj s kalibracijskim puferima u kućištu.

HI98107 pHep pH i temperaturni tester je modernija verzija pH Checker-a (opisan gore). Osim određivanja pH u rasponu gotovo svakog akvarija - od biotopa Amazone do grebena - uređaj također mjeri temperaturu s automatskom kompenzacijom temperature (ATC). Uređaj uključuje dva kalibracijska pufera (4.01 i 7.01) s dostupnim treći - (10.01, što se preporučuje za grebenske akvarije). Veza je napravljena od papira. Elektroda nije zamjenjiva.

Raspon: 0 do 14 jedinica

Rezolucija: 0,1 jedinica

Točnost: ±0,1 jedinica

Točke kalibracije: tri; pH 4,01, 7,01 i 10,01 (prikazano 4,01 i 10,01)

Zamjenjivi senzor: Da

Veličina LCD-a: 0,3125" ili ~8 mm

Baterija: 1-CR2032; otprilike 800 sati.

pHep5 vodootporan senzor za pH i temperaturu (HI98128)

Slika 7. pHep nudi mnoge funkcije: mjerenje pH i temperature, ATC; I pluta na površini vode!

HI98128 pHep 5 pH metar Hannin je najnapredniji džepni pH metar. Uređaj nudi razlučivost od 0,01 jedinica. s točnošću od ±0,05 i automatskom temperaturnom kompenzacijom. Uređaj je vodootporan i pluta na površini vode. Uređaj nudi fleksibilan pristup važne dimenzije, jer može prepoznati 5 različitih kalibracijskih pufera.

Raspon: -2 do 16 jedinica

Rezolucija: 0,01 jedinica

Točnost: ±0,05 u

Točke kalibracije: Dvije opcije: 4.01, 7.01, 10.01 ili 6.86, 9.18.

Automatska kompenzacija temperature: Da

Prikaz temperature: Da, može se postaviti °F ili °C, s točnošću od ±0,5°C.

Zamjenjiva sonda: Da

Veličina LCD-a: 0,3125" ili ~8 mm (veličina znakova)

Baterija: 4-1,5v baterije; otprilike 300 h.

HALO bežični pH metar (HI12302)

Slika 8. Vjerojatno najnaprednija pH elektroda na tržištu, HALO bežična elektroda.

HI12302 Halo Field pH metar je zanimljiv mjerač koji nudi puno mogućnosti. Prije svega, radi se o bežičnoj pH elektrodi kojom se može upravljati putem Bluetootha s Android ili iOS uređaja. Čak i nesigurni korisnici ne bi trebali brinuti. Prema mom iskustvu, postavljanje je nevjerojatno jednostavno. Otvorio sam web stranicu Hanna Instruments, pratio HALO link i preuzeo aplikaciju za svoj pametni telefon. Nakon što je aplikacija instalirana (besplatno preuzimanje, traje oko 2 minute), otvorio sam aplikaciju i softver je prepoznao moju HALO pH elektrodu. Zatim, sve što je potrebno je odabrati odgovarajuće ikone za kalibraciju elektroda, prikaz grafičkih podataka, pregled podataka senzora i tako dalje. Iskreno vjerujem da ne može biti lakše. Softver mjeri pH i temperaturu svake sekunde. Zapisivanje podataka daje ID elektrode, datum kalibracije, točke kalibracije, kalibracijsku krivulju, datum i vrijeme mjerenja, pH, temperaturu, milivolte itd. (Vidi slike 9-11).

Opcije sonde uključuju sferni (univerzalni i vodeni), konusni (za proizvode, polukrute tvari, tlo, itd.) i ravni vrh (za kožu, papir itd.) HALO plastično kućište izrađeno od polieterimida (PEI) odobreno za kontakt s prehrambeni proizvodi i imuni na sve što bi hladnjak mogao koristiti (osim ako niste potpuno "izvan kruga" i dozirate aromatične i/ili djelomično halogenirana otapala u svoj sustav).

Raspon: 0 do 14 jedinica

Razlučivost: korisnik konfigurira: 0,1, 0,01 ili 0,001 jedinica.

Točnost: ±0,005 jedinica

Točke kalibracije: sedam; pH 1,68, 4,01, 6,86, 7,01, 91,8, 10,01 i 12,45.

Automatska kompenzacija temperature: Da

Zamjenska sonda: nema

Promjer elektrode: 12 mm (~1/2")

Zapisivanje podataka: Da

Baterija: litijeva baterija, 500 h.

Slika 10. U načinu snimanja podataka, očitanja pH dobivena HALO elektrodom mogu se vidjeti u obliku tabele ili…

Slika 11. ... u obliku grafa. Bilješke su moguće, a podaci se mogu prenijeti u Excel proračunske tablice.

Ovdje možete provjeriti je li vaš telefon ili tablet kompatibilan s HALO: http://hannainst.com/halo
Više detaljne informacije o proizvodima Hanna Instruments možete pronaći ovdje: http://hannainst.com
Sve Hanna sonde i elektrode dolaze s jamstvom od 6 mjeseci.

Ostala razmatranja

Sada ću ukratko govoriti o drugim aspektima koje morate uzeti u obzir pri kupnji pH metra ili elektrode.

konektori (adapteri)
pH uređaji s odvojenim elektrodama moraju se spojiti na instrument pomoću konektora (osim kada su u pitanju uređaji s bežičnom vezom, kao što je Hanna HALO.) I iako se taj aspekt čini beznačajnim, može imati dugoročne i možda skupe posljedice. . Neki proizvođači koriste specijalizirane konektore kako bi osigurali kontinuiranu upotrebu i kupnju svojih elektroda. Najčešći je Bayonet Neill-Concelman (BNC) brzi konektor. Američki konektor je rjeđi. Neki uređaji proizvedeni u Europi koriste S7 konektor.

Veze
Spoj u pH elektrodi je točka presjeka (susreta) dvaju svjetova – unutarnje otopine senzora i uzorka koji se ispituje. Postoje specijalizirani izrazi koji se koriste za opisivanje spojeva, njihove strukture i geometrije. Kao što je objašnjeno, spojevi omogućuju da otopina za kontrolu elektroda uđe u ispitnu otopinu. S tim u vezi, oni su podložni kontaminaciji, začepljenju, posebno u slučaju zauljenih uzoraka ili uzoraka s visok sadržaj proteina ili suspenzije (otopine s suspenzijom). Neke elektrode koriste vezu tkiva. Skuplje elektrode koriste porozne keramičkih materijala. Neki priključci izrađeni su od PTFE (politetrafluoroetilen) plastike i dizajnirani su za upotrebu u teškim okruženjima, uključujući okruženja s visokim udjelom ugljikovodika. PTFE spojevi su ponekad prilično veliki i nalikuju prstenu oko staklene žarulje (keramički spojevi su obično mali, samo oko 1 mm u promjeru). Bilo koji spoj može postati kontaminiran.

Srećom, za grebene akvariste, univerzalne pH sonde s tkaninom ili keramičkim spojevima su u redu.

Čišćenje pH elektroda
Uvijek je vrijedno zapamtiti da su elektrode uređaji za znanstveno istraživanje i zahtijevaju odgovarajuću njegu. I iako je plastično tijelo prilično izdržljivo, staklena žarulja je vrlo krhka - nepažljivo rukovanje može dovesti do činjenice da će se slomiti. Elektrode koje se koriste samo povremeno ne zahtijevaju često čišćenje; međutim, ako je vaša elektroda trajno uronjena u "organsku juhu" (kao u nekim akvarijima), akvaristima se savjetuje da redovito čiste elektrodu. Događa se da je sonda prekrivena biološkim nečistoćama i proteinima. Hrana (i katastrofalni kvarovi potopljenih crpki) dodaju masti u vodu akvarija, što također pridonosi zagađivanju elektrode. Srećom, rješenja za čišćenje pomažu u održavanju funkcionalnosti elektroda. Slijedite upute proizvođača. Nemojte trljati elektrodu - uvijek je osušite kako biste spriječili statičko pražnjenje.

Gel elektrode koje se mogu puniti i koje se ne mogu puniti
Neke se elektrode mogu napuniti posebno formuliranim otopinama, dok se druge elektrode pune gelom. Općenito, gel senzori sporije reagiraju na promjene pH. Većina senzora dizajniranih za korištenje u akvarijima punjena je gelom.

Kalibriranje
Ispravna kalibracija pH elektrode je potrebno stanje za točne rezultate. Proces je pojednostavljen ako instrument nudi automatsku temperaturnu kompenzaciju (ATC). Slike 12-14 prikazuju primjere učinka temperature na kalibracijski standard (referenca).

Slika 12. Utjecaj temperature na pufer 4.01 kalij hidroftalata.

Slika 13. Utjecaj temperature na pH pufera kalij dihidrogen fosfat/dihidrogen fosfat (6.865). Na sreću, kalibracije sobne temperature prilično su točne ako se koristi instrument koji nije ATC.

Slika 14. Na pH ovog pufera (natrijev bikarbonat/natrijev karbonat) može utjecati temperatura (još jedan slučaj za korištenje ATC uređaja.) Ugljični dioksid iz atmosfere tijekom vremena napada otopinu.

Pravilna kalibracija pH elektrode zahtijeva malo strpljenja i pažnje na detalje. Nove sonde moraju biti pravilno hidratizirane (pogledajte upute za svoj instrument). Unatoč činjenici da je moguća kalibracija u jednoj točki, poželjno je izvršiti kalibraciju u 2 točke (između kojih bi trebao pasti očekivani pH). Za grebenske akvarije koristite pufere 7.01 i 9 ili 10. Imajte na umu da neki instrumenti mogu automatski prepoznati pufere i stoga zahtijevaju upotrebu posebnih rješenja. Prije kalibracije provjerite ima li oštećenja na elektrodi (osobito staklenu žarulju). Na staklenoj žarulji ne smije biti bioobraštanja. Ako je dostupno, koristite otopinu za čišćenje koju preporučuje proizvođač. Na pravilno čišćenje bioobrastanje, masnoća, kontaminacija proteinima itd. bit će uklonjena. Elektrodu, ako se može ponovno puniti, treba napuniti otopinom koju preporučuje proizvođač. Kada je elektroda čista i u dobrom stanju, stavite je u prvu otopinu za kalibraciju. Provjerite jesu li staklena žarulja elektrode i spoj potpuno uronjeni u otopinu za kalibraciju (koristim čašu od 30 mm gdje je 7 mm pufera dovoljno za kalibraciju). Otopinu snažno promiješajte elektrodom (ako nema magnetske mješalice) i pričekajte da se temperatura elektrode i otopine izjednači. Unesite vrijednost u memoriju instrumenta (obično se tipka mora pritisnuti kada je instrument u načinu kalibracije). Isperite elektrodu destiliranom vodom i osušite papirnatim ručnikom (po mogućnosti laboratorijskim maramicama kao što je Kimwipes). NIKADA nemojte brisati elektrode papirom - može se stvoriti statički elektricitet koji može utjecati na kalibraciju, a time i na očitanja. U slučaju jedne kalibracijske točke, proces je završen. U slučaju 2 ili 3 točke kalibracije, postupak se mora ponoviti. Prilikom mjerenja pH uzorka vode, promiješajte otopinu ručno ili mješalicom i ostavite vrijeme za temperaturnu kompenzaciju. U laboratorijskoj praksi preporuča se bilježiti pH i temperaturu.

Starenje kalibracijskih pufera
Kao i kod većine kemikalija, pH puferi se s vremenom pogoršavaju. Neki puferi su proizvedeni tako da budu otporni na promjene i imaju dugi vijek trajanja (nekoliko godina). Odaberite pufere koji imaju rok trajanja na pakiranju. Rok trajanja karbonatnih pufera općenito je kraći od alkalnih ili kiselih pufera zbog izloženosti zraku ugljični dioksid. Pufere koji su bili u kontaktu s elektrodom tijekom kalibracije treba odbaciti. Ako primijetite da pufer postaje pljesniv (obično oko 4 pufera), bacite ga. Nemojte koristiti pufere za ispravljanje pH vrijednosti vašeg akvarija.

Skladištenje pH elektroda
Pravilno pohranite pH senzore. Ono što je najvažnije, staklena žarulja mora ostati hidratizirana. Drugo, temeljna otopina ne smije dopustiti osmozu između same otopine i unutarnje otopine/gela elektrode. Osim toga, mora sadržavati antimikrobnu komponentu koja sprječava pojavu plijesni i onečišćenja.
Potrebni puferi za pH kalibraciju, osnovne otopine i pribor mogu se pronaći ovdje: http://hannainst.com/ph-solutions

Blogovi i resursi Hanna Instruments pH

1.
2. Vodiči i kontrolne liste za pH elektrode
3. Top 10 pogrešaka u mjerenju pH vrijednosti
4.

Prije prve uporabe elektrode moraju se kalibrirati. Za to su dostupne posebne otopine za kalibraciju koje su puferirane na određene pH vrijednosti. Puferiranje djeluje na način da ulazak male količine vode kada je elektroda uronjena ne ometa kalibraciju. Smisao kalibracije je podešavanje pogreške elektrode povezane s proizvodnjom i korištenjem na određene vrijednosti. U tom slučaju treba uzeti u obzir dvije pogreške: odstupanje nulte točke i "strminu" pogreške.

Obje pogreške dovode do ukupne pogreške mjerenja. Stoga se mora provesti kalibracija u dvije točke kako bi se obje pogreške mjerenja mogle ispraviti.

Pogreška nulte točke. Gornja slika prikazuje mjernu krivulju i referentnu krivulju. U ovom primjeru mjerna krivulja očito odstupa od referentne krivulje pri pH 7, tj. u neutralnoj točki fiksiramo očitu pogrešku nulte točke, koja se mora eliminirati. Elektrode se prvo uvode u otopinu za kalibraciju pH 7. Važno je da barem staklena membrana i dijafragma budu uronjeni u otopinu. U našem primjeru izmjerena vrijednost leži iznad tražene, dakle, odstupa od nominalne vrijednosti. Na potenciometru promjenjivog otpora izmjerena vrijednost se podešava na ispravnu vrijednost. Cijela mjerna krivulja se paralelno pomiče za grešku nulte točke tako da točno prolazi kroz neutralnu točku. Tako je mjerni uređaj postavljen na nultu točku i spreman za uporabu.

Za kalibraciju pH elektroda najprije se mora postaviti nulta točka.

Greška nagiba. Nakon kalibracije nulte točke, dobivamo situaciju prikazanu na susjednoj slici. Nula je točno određena, ali izmjerena vrijednost i dalje ima značajnu pogrešku jer točka nagiba još nije određena. Sada se odabire kalibracijska otopina čija je pH vrijednost različita od 7. Većina puferskih otopina koristi se u pH rasponu od 4 do 9. Elektroda se uroni u drugu pufersku otopinu i pomoću potenciometra se odstupanje nagiba od nominalnog (standardna) vrijednost je pronađena. I tek sada se mjerna krivulja poklapa s traženom krivuljom; instrument je kalibriran.

Ako je postavljena nulta točka, mora se postaviti druga relativna vrijednost, nagib.

Utjecaj temperature. Na promjene pH vrijednosti utječe temperatura vode. Međutim, nije jasno je li temperaturna kompenzacija potrebna u našim mjernim instrumentima. Susjedna tablica prikazuje pH vrijednosti kao funkciju temperature, s instrumentom kalibriranim na 20 °C. Treba napomenuti da je za temperature i pH vrijednosti koje nas zanimaju pogreška mjerenja zbog odstupanja temperature ograničena na drugu decimalu. Stoga takva pogreška mjerenja za akvariste nema praktičnu važnost i nije potrebna temperaturna kompenzacija. Uz odstupanja isključivo mjerne prirode na temelju različitih napona na elektrodama, treba imati na umu temperaturna odstupanja baždarenih otopina, koja su data u susjednoj tablici.

Ovdje vidimo da su ta odstupanja relativno mala i ne prelaze ±2%.

Odstupanje izmjerenih pH vrijednosti u funkciji temperature

pH vrijednost
	4	5	6	7	8	9
0 °C	3,78	4,85	5,93	7,00	8,07	9,15
5°C	3,84	4,89	5,95	7,00	8,05	9,11
10°C	3,89	4,93	5,96	7,00	8,04	9,07
15°C	3,95	4,97	5,98	7,00	8,02	9,03
20°C	4,00	5,00	6,00	7,00	8,00	9,00
25°C	4,05	5,03	6,02	7,00	7,98	8,97
30°C	4,10	5,07	6,03	7,00	7,97	8,93
35°C	4,15	5,10	6,05	7,00	7,95	8,90

Temperaturna ovisnost o puferskim otopinama

Temperatura °C	pH vrijednost	Odstupanje %	pH vrijednost	Odstupanje %	pH vrijednost	Odstupanje %
5	4,01	0,25	7,07	1,00	9,39	1,84
10	4,00	0,00	7,05	0,71	9,33	1,19
15	4,00	0,00	7,03	0,43	9,27	0,54
20	4,00	0,00	7,00	0,00	9,22	0,00
25	4,01	0,25	7,00	0,00	9,18	-0,43
30	4,01	0,25	6,97	-0,43	9,14	-0,87
35	4,02	0,50	6,96	-0,57	9,10	-1,30

Kontrola. Kao kontrola, preporuča se ponovno uroniti elektrode u pufersku otopinu na pH 7 i provjeriti konvergiraju li vrijednosti. Ako je pH vrijednost elektrode u skladu s instrument za mjerenje, može se koristiti za mjerenje uzoraka vode. Ako postoje osobne tvrdnje o točnosti, kalibracija se mora ponoviti rokovi. Kao preporuka može se predložiti jedan do dva tjedna. Prilikom kalibriranja pH elektroda također treba obratiti pozornost na to koliko brzo se pH vrijednost na instrumentu približava pH vrijednosti puferske otopine.