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.