Определение pH

Лабораторная работа

Активная кислотность характеризуется концентрацией сво­бодных ионов водорода в растворе. Значение рН определяют как отрицательный логарифм концентрации ионов водорода.

Величина рН характеризует качество большинства пи­щевых продуктов, этот показатель можно применять для контроля биохимических процессов, происходящих при пе­реработке и хранении пищевых продуктов. Кроме того, с активной кислотностью среды теснейшим образом связана жизнедеятельность микроорганизмов.

Концентрацию водородных ионов можно определить по потенциалу (потенциометрический метод), который возника­ет на границе различных электродов, помещенных в иссле­дуемый раствор. При погружении электрода в раствор на гра­нице электрод — раствор возникает электрический потен­циал, так как ионы электрода переходят в раствор. При этом электрод (металл) заряжается положительно, а пограничный слой раствора — отрицательно.

Возникающие пограничные потенциалы функционально связаны с активной концентрацией ионов водорода. Однако технически можно измерить лишь разность потенциалов. По этому прибор для измерения рН состоит из двух полуэле­ментов или электродов: потенциал одного из них прямо или косвенно зависит от концентрации определяемых ионов - его называют индикаторным электродом; и второй электрод, относительно которого измеряется потенциал индикаторного электрода, — называется электродом сравнения.

При помощи рН-метра измеряют разность потенциален между двумя электродами, помещенными в раствор. Основе и такой системы служит электрод, потенциал которого зави­сит от рН. Чаще всего в качестве такой рН - зависимой ячей­ки используют стеклянный электрод, принцип действия которого основан на том, что некоторые типы боросиликатного стекла проницаемы для ионов Н⁺, но непроницаемы для любых других катионов или анионов. Если тонкий слой тако­го стекла поместить между двумя растворами с различными концентрациями ионов Н⁺, эти ионы будут диффундировать сквозь стекло из раствора с высокой концентрацией ионов водорода в раствор с низкой концентрацией. Стеклянный элек­трод содержит 0, 1-молярный раствор соляной кислоты в контакте со стеклом, проницаемым для Н -ионов. К измеритель­ному прибору его присоединяют проволокой, покрытой хло­ридом серебра и погруженной в соляную кислоту (рис. 5.1).

Цепь замыкается при погружении в раствор электрода сравнения, который чаще всего содержит пасту Нg/НgС1₂ в насыщенном растворе хлорида калия. Хлорид калия служит для создания контакта между Нg/НgС1₂ — полуэлементом и раствором, в котором проводят измерение.

Такой полуэлемент помещают в стеклянный корпус, не­проницаемый для Н⁺-ионов (его потенциал не зависит от рН). Электрический контакт между раствором хлорида калия внут­ри электрода сравнения и измеряемым раствором осуществляется с помощью тонкой нити или капилляра в стеклянном корпусе. Напряжение, измеряемое такой системой, являет­ся, прежде всего, разностью потенциалов между стеклян­ным электродом и электродом сравнения.

Измеряя электродвижущую силу электродной системы элек­тронным милливольтметром, шкала которого градуирована в единицах рН, определяют рН контролируемого раствора.

Экспресс-метод измерения рН основан на окрашивании индикаторной бумаги при смачивании ее испытуемым раствором и на сравнении полученной окраски со шкалой сравнения

Данный метод обеспечивает быстроту анализа, однако его можно использовать только для установления ориенти­ровочной величины рН. В то же время существует индика­торная бумага типа " Рифан" (пределы измерения рН 5, 8~7.-с помощью которой определяют рН непосредственно в мяс­ных тушах. Величина отклонения рН по сравнению с потенциометрическим методом составляет 0, 4 единицы.