Ovisnost pH vode o temperaturi. Vodikov indeks kiselosti (pH). Jednadžbe koje povezuju pH i pOH
pH elektrode nisu savršeni sustavi. Mogu imati različite duljine, nesavršene geometrijske oblike, nepravilnosti u sastavu unutarnjeg elektrolita itd. Sve to utječe na njihove karakteristike, au isto vrijeme to je sasvim normalno, jer u svakoj proizvodnji postoje određena odstupanja. Stoga svaki pH metar treba kalibraciju, koja pomaže uređaju da uspostavi odnos između signala s elektrode i pH vrijednosti u otopini.
Kalibracija je vrlo važan trenutak! Moramo biti svjesni nemogućnosti mjerenja pH s većom točnošću od korištenih standarda. Na primjer, ako želite raditi s točnošću od 0,01 pH, tada moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti: ukupna pogreška pH metra i elektrode ne smije prelaziti 0,005 pH, a kalibraciju treba provesti s posebnom pažnjom pomoću posebnih visoko- precizna rješenja pufera. Takva rješenja ne možete kupiti jer nisu pohranjena. Morat ćete ih sami pripremiti, koristeći posebno pripremljene reagense i vodu.
Ako nemate priliku pripremiti pufer s točnošću od +/- 0,005 pH, tada ćete se morati zadovoljiti patentiranim puferskim otopinama, čija je točnost osigurana na razini od +/- 0,02 pH. Kada se kalibrira prema takvim standardima, ukupna pogreška neće prijeći 0,04 - 0,03 pH, pod uvjetom da je pogreška uređaja unutar 0,01 pH. Ovo je najčešća praksa i nećete pronaći niti jednu metodu ili GOST koji bi zahtijevali održavanje pH s točnošću većom od 0,05 pH. Jedina iznimka su neke farmaceutske i specijalizirane industrije.
Moderne pH elektrode obično su kombinirane, tj. i pH elektroda i referentna elektroda nalaze se u jednom kućištu. Osim jednostavnosti korištenja, ovo omogućuje brži odgovor i smanjuje ukupnu pogrešku.
Izoelektrična točka za takve elektrode je pH=7 (0 mV). Stoga, prije svega, uređaj treba kalibrirati prema puferu s neutralnim pH (na primjer, 6,86 ili 7,01). Drugu točku treba odabrati na udaljenosti od približno 3 pH jedinice, tj. pH=4 ili 10. Ako je uređaj kalibriran pomoću samo dva pufera, tada izbor druge točke ovisi o rasponu u kojem primarno radite. Ako su to alkalne otopine, koristite pufer s pH=10, ako su kisele, koristite pufer s pH=4. To je zbog neke razlike u nagibima kalibracijskih linija u kiselim i alkalnim područjima. Neće biti problema ako se vaš uređaj može kalibrirati na tri ili više točaka. U ovom slučaju redoslijed kalibracije nije bitan, jer ga pH metar samostalno prati.
Na jeftinim modelima pH metara (HI8314, Piccolo, Checker) dva su vijka predviđena za kalibraciju: jedan za podešavanje izoelektrične (referentne) točke (pH7), drugi za podešavanje nagiba (pH4/10). Vrlo često, kada se koriste, oni su zbunjeni i dolazi do situacije kada relativni položaj vijaka ne dopušta kalibraciju. U tom slučaju, prije kalibracije, trebali biste postaviti oba vijka u srednji položaj (1/2 okretaja za Piccolo i 15-16 okretaja za ostale modele iz krajnjeg položaja).
Najnapredniji modeli pH metara imaju tzv. GLP podrška, koja vam osim datuma zadnje kalibracije omogućuje procjenu stanja elektrode na temelju omjera nagiba kalibracijske krivulje prema teoretskoj vrijednosti (59,16 na 25C) u %. Ako uređaj nema podršku za GLP, ali ima način mjerenja mV, tada se nagib može izračunati neovisno mjerenjem vrijednosti mV u puferima pH=7 i pH=4.
Na primjer:
pH7 = -10 mV
pH4 = +150 mV
nagib = 150 – (-10)/59,2x3 = 90,1%
95 – 102% - elektroda u radnom stanju,
92 – 95% - potrebno je čišćenje elektrode,
manje od 92% - potrebno je promijeniti elektrolit ili zamijeniti elektrodu.
Problem temperaturne kompenzacije, automatska temperaturna kompenzacija
Problem kompenzacije temperaturnih promjena jedan je od najvažnijih i najteže rješivih u pH mjerenju. Pogreška u mjerenjima nastaje iz tri razloga: Nernstova jednadžba uključuje temperaturu; Ravnotežne koncentracije vodikovih iona u puferu i uzorcima variraju s temperaturom; Karakteristike pH elektrode ovise o temperaturi. 1. Prema Nernstovoj jednadžbi, teorijski nagib kalibracijske krivulje mijenja se s temperaturom. Ako uređaj ne uzme u obzir ovu promjenu, pogreška u prosjeku jednaka 0,003 pH za svaki stupanj Celzijusa i svaku pH jedinicu iz izopotencijalne točke dodaje se pogrešci mjerenja.Na primjer: uređaj je kalibriran prema pH=7 puferu na temperaturi od 25C.
Uzorak s pH=5 na 20C, pogreška = 0,003 x 5 x 2 = 0,03
Uzorak s pH=2,5 na 2C, pogreška = 0,003 x 23 x 4,5 = 0,31
Uzorak s pH=12 na 80C, greška = 0,003 x 55 x 5 = 0,82
|
temperatura |
pH vrijednost |
||||
Što trebate znati o temperaturnoj kompenzaciji
1. Automatska temperaturna kompenzacija u pH-metriji znači samo uzimanje u obzir temperature uključene u Nernstovu jednadžbu.
2. Ako želite znati točnu pH vrijednost uzorka na 25C, jedina prava opcija je izmjeriti ga na 25C.
Prije prve uporabe elektrode moraju se kalibrirati. U tu svrhu dostupne su posebne kalibracijske otopine koje su puferirane na određene pH vrijednosti. Puferiranje radi na takav način da ulazak male količine vode kada je elektroda uronjena ne ometa kalibraciju. Smisao kalibracije je prilagoditi pogrešku elektrode povezanu s proizvodnjom i uporabom na određene vrijednosti. U ovom slučaju treba uzeti u obzir dvije pogreške: odstupanje nulte točke i "nagib" pogreške.
Obje pogreške dovode do ukupne pogreške mjerenja. Stoga se moraju kalibrirati dvije točke kako bi se obje pogreške mjerenja mogle ispraviti.
Greška nulte točke. Gornja slika prikazuje krivulju mjerenja i referentnu krivulju. U ovom primjeru mjerna krivulja jasno odstupa od referentne krivulje pri pH 7, tj. na neutralnoj točki otkrivamo očitu pogrešku nulte točke koja se mora eliminirati. Elektrode se najprije uvode u otopinu za kalibraciju pH 7. Važno je da su barem staklena membrana i dijafragma uronjeni u otopinu. U našem primjeru izmjerena vrijednost je iznad tražene vrijednosti i stoga odstupa od nominalne vrijednosti. Potenciometar promjenjivog otpora podešava izmjerenu vrijednost na točnu vrijednost. U tom slučaju, cijela mjerna krivulja je paralelno pomaknuta za grešku nulte točke tako da prolazi točno kroz neutralnu točku. Time je mjerni uređaj postavljen na nultu točku i spreman je za rad.
Za kalibraciju pH elektroda prvo se mora postaviti nulta točka
Pogreška nagiba. Nakon kalibracije nulte točke dobivamo situaciju prikazanu na susjednoj slici. Nula je točno određena, ali izmjerena vrijednost još uvijek ima značajnu pogrešku, budući da točka nagiba još nije određena. Sada se odabire kalibracijska otopina čija se pH vrijednost razlikuje od 7. Uglavnom se koriste puferske otopine u rasponu pH od 4 do 9. Elektroda se uroni u drugu pufersku otopinu i utvrdi se odstupanje nagiba od nominalne (standardne) vrijednosti. pomoću potenciometra. I tek sada krivulja mjerenja podudara se s potrebnom krivuljom; uređaj je kalibriran.
Ako je postavljena nulta točka, mora se postaviti druga relativna vrijednost - nagib
Učinak temperature. Na promjene u pH vrijednostima utječe temperatura vode. Međutim, nije jasno je li temperaturna kompenzacija potrebna u našim mjernim instrumentima. Susjedna tablica prikazuje pH vrijednosti kao funkciju temperature, s uređajem kalibriranim na 20°C. Treba napomenuti da je za temperature i pH vrijednosti koje nas zanimaju pogreška mjerenja zbog odstupanja u temperaturi ograničena na drugu decimalu. Stoga takva pogreška mjerenja nema praktičnog značaja za akvariste i temperaturna kompenzacija nije potrebna. Uz odstupanja čisto mjerne prirode koja se temelje na različitim naponima na elektrodama, treba imati na umu i temperaturna odstupanja kalibriranih otopina, koja su navedena u susjednoj tablici.
Ovdje vidimo da su ta odstupanja relativno mala i ne iznose više od ±2%.
Odstupanje izmjerenih pH vrijednosti ovisno o temperaturi
| 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 |
Ovisnost temperature 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 |
Kontrolirati. Za kontrolu se preporuča ponovno uroniti elektrode u pufersku otopinu na pH 7 i provjeriti da li vrijednosti konvergiraju. Ako je pH vrijednost elektrode u skladu s mjernim instrumentom, može se koristiti za mjerenje uzoraka vode. Ako postoje osobne pritužbe na točnost, kalibracija se mora ponoviti unutar navedenog vremenskog okvira. Kao smjernica mogu se predložiti jedan do dva tjedna. Prilikom kalibracije pH elektroda također trebate obratiti pozornost na to koliko brzo se pH vrijednost na instrumentu približava pH vrijednosti u puferskoj otopini.
Ciljevi proučavanja teme:
- rezultati predmeta: proučavanje pojmova „elektrolitička disocijacija“, „stupanj elektrolitičke disocijacije“, „elektrolit“, razvijanje znanja o vodikovom indeksu, razvijanje vještina rada s tvarima na temelju poštivanja sigurnosnih propisa;
- metapredmetni rezultati: razvijanje vještina izvođenja pokusa pomoću digitalne opreme (dobivanje eksperimentalnih podataka), obrada i prezentacija dobivenih rezultata;
- osobni rezultati: razvijanje vještina provođenja obrazovnih istraživanja na temelju postavljanja laboratorijskog eksperimenta.
Izvedivost korištenja projekta "pH i temperatura".
1. Rad na projektu pridonosi stvaranju interesa za proučavanje teorijske teme „Teorija elektrolitičke disocijacije“, koja je teška za ovu dob (13-14 godina). U tom slučaju učenici prilikom određivanja pH utvrđuju odnos između stupnja disocijacije kiseline i temperature otopine. Rad s otopinom sode je propedeutske prirode u 8. razredu i omogućuje vam povratak na rezultate projekta u 9. razredu (izvannastavne aktivnosti), 11. razredu (opći tečaj) kada proučavate hidrolizu soli.
2. Dostupnost reagensa (limunska kiselina, soda bikarbona) i opreme (u nedostatku digitalnih pH senzora, možete koristiti indikatorski papir) za istraživanje.
3. Pouzdanost eksperimentalne metodologije osigurava nesmetan napredak rada, zajamčeno protiv smetnji i metodoloških grešaka.
4. Sigurnost pokusa.
Instrumentalna dionica
Oprema:
1) digitalni pH senzor ili laboratorijski pH metar, lakmus papir ili drugi indikator kiselosti;
2) alkoholni termometar (od 0 do 50 0S) ili digitalni senzor temperature;
3) limunska kiselina (1 žličica);
4) soda bikarbona (1 žličica);
5) destilirana voda (300 ml);
6) posuda za vodenu kupelj (aluminijska ili emajlirana posuda ili zdjela), otopine se mogu hladiti mlazom hladne vode ili snijega, a zagrijavati vrućom vodom;
7) čaše s brušenim poklopcem zapremine 50-100 ml (3 kom.).
Lekcija br. 1. Formulacija problema
Plan učenja:
1. Rasprava o pojmovima "elektrolitička disocijacija", "stupanj elektrolitičke disocijacije", "elektrolit".
2. Izjava problema. Planiranje instrumentalnog eksperimenta.
Sadržaj aktivnosti
Aktivnosti nastavnika
1. Organizira raspravu o pojmovima “elektrolitička disocijacija”, “stupanj elektrolitičke disocijacije”, “elektrolit”. Pitanja:
- Koje su vrste elektrolita?
- Koji je stupanj elektrolitičke disocijacije?
- Kako se piše jednadžba disocijacije jakih (na primjeru sumporne kiseline, aluminijevog sulfata) i slabi elektroliti(na primjeru octene kiseline)?
- Kako koncentracija otopine utječe na stupanj disocijacije?
O odgovoru se može raspravljati na primjeru razrijeđene i koncentrirane otopine octene kiseline. Ako je moguće odrediti električnu vodljivost, moguće je dokazati različitu električnu vodljivost octene esencije i stolnog octa
Opažanje novih informacija o temi Razvoj ideja o stupnju disocijacije koje su se formirale u nastavi kemije Kognitivni
Procijeniti potpunost razumijevanja teme Sposobnost analize razumijevanja problematike Regulatorni
Aktivnosti nastavnika
2. Organizira planiranje i pripremu instrumentalnog pokusa:
- upoznavanje s informacijama iz projekta “pH i temperatura”;
- rasprava o cilju projekta, hipotezi;
- organizacija radnih skupina (tri skupine);
- priprema opreme
Izvedene radnje Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Opažanje informacija o sigurnosnim pravilima pri radu s kiselinama (limunska kiselina) Razvoj koncepta potrebe poštivanja sigurnosnih pravila Kognitivni
Pojasniti ono što ostaje nejasno Sposobnost formuliranja pitanja o temi Komunikativan
Procijeniti potpunost razumijevanja metodologije rada na projektu Sposobnost analize razumijevanja problematike Regulatorni
Lekcija br. 2. Provođenje eksperimenta
Plan učenja:
1. Priprema za rad digitalnih pH i temperaturnih senzora.
2. Provođenje studije ovisnosti pH o temperaturi:
Grupa 1: mjerenje pH otopine limunske kiseline na 10 0C, 25 0C, 40 0C;
Grupa 2: mjerenje pH otopine sode bikarbone na 10 0C, 25 0C, 40 0C;
Grupa 3: mjerenje pH destilirane vode na 10 0C, 25 0C, 40 0C.
3. Primarna analiza dobivenih rezultata. Ispunjavanje upitnika projekta GlobalLab.
Aktivnosti nastavnika
1. Organizira radna mjesta za svaku grupu studenata:
- objašnjava kako otopine hladiti, a potom postupno zagrijavati i mjeriti temperaturu i pH;
- odgovara na pitanja učenika
Izvedene radnje Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Percipirati informacije na temelju operativnih metoda Razvoj ideja o radu digitalnih senzora Kognitivni
Pojasniti ono što ostaje nejasno Sposobnost formuliranja pitanja o temi Komunikativan
Procijeniti potpunost razumijevanja rada na projektu Sposobnost analize razumijevanja problematike Regulatorni
Aktivnosti nastavnika
2. Organizira rad učenika u grupama. Nastavnik prati tijek rada u skupinama, odgovara na eventualna pitanja učenika, prati popunjavanje tablice rezultata istraživanja na ploči.
Izvedene radnje Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
1. Spojite digitalne senzore na računalo.
2. Pripremite otopine:
1. skupina - limunska kiselina;
2. grupa - soda bikarbona;
3. grupa - destilirana voda.
3. Ohladite otopine i izmjerite pH na 10 0C.
4. Otopine se postupno zagrijavaju i pH se mjeri na 25 0C i 40 0C.
5. Rezultati mjerenja unose se u opću tablicu koja je nacrtana na ploči (pogodno za raspravu) Formiranje vještina izvođenja instrumentalne studije Kognitivni
Rad u skupinama Obrazovna suradnja u skupinama Komunikativan
Rade na zajedničkom problemu, procjenjujući brzinu i cjelovitost obavljenog posla i analizirajući ih na temelju zajedničkog rada cijelog razreda
Aktivnosti nastavnika
3. Organizira primarnu analizu rezultata istraživanja. Organizira rad studenata na ispunjavanju upitnika za GlobalLab projekt “pH i temperatura”
Izvedene radnje Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Upoznati se s rezultatima rada drugih skupina Formiranje ideja o ovisnosti pH o temperaturi Kognitivni
Postavljajte pitanja predstavnicima drugih skupina. Obrazovna suradnja s razrednicima. Razvoj usmenog govora Komunikativni
Analizirati rezultate svog rada, ispuniti projektni upitnik Sposobnost analizirati svoje postupke i prezentirati rezultate svog rada Regulatorni
Lekcija br. 3. Analiza i prikaz dobivenih rezultata
Sadržaj aktivnosti
1. Prezentacija rezultata: nastupi studenata.
2. Rasprava o zaključcima koji su značajni za sudionike u projektima koji koriste digitalne pH senzore.
Aktivnosti nastavnika
1. Organizira učeničke nastupe. Podržava zvučnike. Donosi zaključak o radu na projektu, zahvaljuje svim sudionicima
Izvedene radnje Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Predstavljaju rezultate svojih aktivnosti, slušaju govore svojih razrednika Formiranje ideja o obliku predstavljanja rezultata projekta Kognitivni
Sudjelujte u raspravi o govorima Obrazovna suradnja s razrednicima. Razvoj usmenog govora Komunikativni
Analizirati rezultate svog rada, komentirati izjave učenika Sposobnost analize rezultata svojih aktivnosti i rada drugih ljudi Regulatorni
Aktivnosti nastavnika
2. Organizira raspravu o pitanju koje je predstavljeno u projektu „Kako će se ponašati pH otopine ako se hladi ili grije? Zašto znanstvenici pokušavaju mjeriti pH na istoj temperaturi i kakav zaključak bi sudionici projekta GlobalLab trebali izvući iz toga?”
Organizira raspravu o rezultatima potvrđujući ili opovrgavajući hipotezu projekta “Kada se mijenja temperatura otopina, mijenja se konstanta disocijacije otopljenih kiselina i lužina, a time i pH vrijednost”
Izvedene radnje Formirane metode aktivnosti Aktivnosti učenika
Raspravljati o odnosu između pH otopine i temperature Razvoj ideja o stupnju elektrolitičke disocijacije Kognitivni
Izraziti svoja razmišljanja o hipotezi projekta i formulirati zaključak Suradnja u učenju s kolegama iz razreda. Razvoj usmenog govora Komunikativni
Ocijeniti hipotezu projekta na temelju dobivenih rezultata Sposobnost evaluacije hipoteze na temelju već dobivenih rezultata i formulirati zaključak Regulatorno
Svojedobno je moj prvi morski akvarij bio remek-djelo. Bio je to stakleni akvarij od 20 galona spojen silikonskim ljepilom. Sustav filtracije sastojao se od pneumatskih pješčanih filtara. Moj zadatak je bio podržati njegova dva stanovnika (riba dama Beau Gregory - Stegastes leucostictus- i morska anemona Condylactis) što je moguće sretniji (što je, s obzirom na moj nedostatak iskustva i ograničene resurse, značilo da ih održim na životu). Teška narudžba za devetogodišnjaka, bilo je to 1964. Moja mentorica, gospođa Perry iz Cobb Pets-a, rekla mi je da provjerim specifična gravitacija voda i pH. Sa specifičnom težinom bilo je prilično jednostavno (samo bacite hidrometar u akvarij i označite određenu razinu pri dodavanju svježa voda), ali s pH sve je bilo nešto kompliciranije. Ovaj je parametar ispitan dodavanjem obojene tekućine u bocu s uzorkom akvarijske vode. Kao čarolijom, boja uzorka vode je promijenjena i zatim uspoređena pomoću usporedne tablice koja se sastoji od niza obojenih kvadrata. Na temelju mog početnog testiranja, morao sam dodati sodu bikarbonu da podignem razinu pH. Ispunjen osjećajem dužnosti, učinio sam upravo to - bez promjena. Nastavio sam s postupkom dok nisam dodao cijeli paket sode bikarbone.
Nikada neću saznati što je uzrokovalo uginuće moje ribe i morske anemone, ali incident se dogodio neposredno nakon opisane epizode. Osim što je sve završilo vrlo tužno za moje ljubimce, za mene je situacija bila poražavajuća. Sav moj rad, za koji sam dobivao dolar tjedno, propao je u vodu. Da stvar bude gora, odgovoran sam za smrt stanovnika. Pokopao sam ih na paprati obraslu obalu 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.
Tijekom godina situacija se nije puno promijenila. Nepoznavanje značaja ovog ključnog parametra i načina provjere pokazatelja, nedostatak ispravnog tumačenja i potrebnih mjera može i hoće dovesti do strašnih posljedica. Ono što se značajno promijenilo je tržišna dostupnost i pristupačnost metoda i instrumenata za mjerenje pH. U ovom ćemo članku pogledati neke od njih, uspoređujući njihove prednosti i nedostatke.
određivanje pH
pH je ocjena kisele ili alkalne prirode tvari, izražena na ljestvici od 0 do 14, pri čemu 0 znači vrlo kiselo, a 14 vrlo alkalno. Neutralno okruženje (ni kiselo ni alkalno) - pokazatelj 7 na ovoj ljestvici. Vodikovi ioni prevladavaju na kiselim pH razinama, dok hidroksilni ioni dominiraju na alkalnim pH razinama.Slika 1. pH ljestvica je logaritamska i predstavlja stupanj aktivnosti vodikovih iona.
Ovisno o izvoru, pH znači "potencijal vodika" ili francuski izraz "pouvoir hydrogène", što znači "vodikova energija".
Važnost pH mjerenja
pH je karakteristika tekućina (u našem slučaju) koja utječe na njihovu kemijski sastav, posebice topljivost hranjivih tvari (dobro, ako nismo pretjerali). Nizak pH može učiniti potencijalno toksične teške metale topivim. pH utječe na aktivnost enzima (imaju preferirani pH raspon). Visoki pH sposoban je otopiti stanične lipidne membrane. U vodeni organizmi postoji i preferirani pH raspon. Sažetak pH vrijednosti u različitim okruženjima (od interesa za akvariste) prikazan je u tablici 1.| Izvor pH | pH |
|---|---|
| Rijeka Rio Negro | 5.1 |
| Kišnica | 5.6 |
| Rijeka Amazon (laka 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 onima najjeftinijima.Lakmus papir
Lakmus je materijal dobiven od lišajeva (ime dolazi od staronordijske riječi litmosi, što znači "boja" i "mahovina/lišaj"). Ovaj derivat lakmusa mijenja boju predvidljivo kada je izložen različitim razinama pH. Ova osjetljivost čini lakmus jednostavnim i jeftinim načinom određivanja pH. Lakmus papir je papir u koji su dodane ove vodotopive boje, a promjena boje uzrokovana uranjanjem lakmus papira u uzorak vode ukazuje na kiselu ili alkalnu sredinu. Radni pH mjerni raspon je približno 5 - 8. Testiranje promjene boje treba 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 pokazatelje. Boja uzorka vode, redukcijski agensi i oksidansi utječu na rezultat. Tumačenje rezultata zahtijeva oštru viziju. Reagens ima ograničen rok trajanja.
Indikatorske boje
Vrlo je malo takvih pH indikatora. Mogu se kupiti u obliku praha ili tekućine. Obično se koriste u testovima koji uključuju titraciju. Ispod su karakteristike nekih od njih:
Fenolftalein: indikator kiseline/baze koji postaje bezbojan u kiselim uvjetima i ružičasto-crven u alkalnim uvjetima. Mjerni raspon ~8,3 do 10.
Metilnarančasta (heliantin, kisela azo boja): mijenja boju iz žute u crvenu na pH vrijednostima oko 3,7.
Meta-krezol ljubičasta: narančasto-žuta na 7,4 i mijenja boju u ljubičastu na višim pH razinama (do oko 8,8.)
Bromotimol plava: plava na 7,5, zelenkasta na ~6,2 - 6,8 i žuta na oko 6.
Univerzalni indikator: Kombinira više indikatora kako bi se omogućila procjena širokog pH raspona.
Slika 3. Ovaj API pH test koristi meta-krezol violet kao indikator.
Preporučljivo je procijeniti promjene boje pri prirodnom svjetlu na bijeloj pozadini.
Prednosti: Relativno jeftin (~10 američkih dolara) Neke se boje mogu koristiti za izvođenje drugih testova (npr. lužnatosti) bez potrebe za pH elektrodom kada se koristi reagens.
Nedostaci: Isto kao i kod lakmus papira. Neke boje imaju ograničen pH raspon. Na rezultate može utjecati zamućenost i/ili boja ispitne tekućine. Usporedbe se moraju napraviti na bijeloj pozadini pod rasvjetom punog spektra. Reagensi imaju ograničeni rok trajanja - mora postojati žig s datumom isteka.
pH elektrode
Znam da je to teško zamisliti novim akvaristima, ali prije 30 godina akvaristi izvan Europe jedva da su čuli za upotrebu pH elektroda. To se promijenilo 1980-ih kada je njemačka tvrtka (Dupla GmbH) počela izvoziti naprednu opremu u Sjevernu Ameriku. Danas se pH metri koriste posvuda. Dostupnost uređaja i konkurencija među proizvođačima pridonijeli su tome da cijena postane sasvim pristupačna.
PH elektroda je selektivni senzor vodikovih iona (H+). pH elektrode zapravo koriste dvije elektrode, sondu (indikatorsku elektrodu) i referentnu elektrodu. Obično se ove dvije elektrode nalaze u jednom kućištu ("tijelu") elektrode. Na kraju tijela elektrode, sonda ima tanki sloj stakla osjetljivog na vodik. Napon sonde se mijenja ovisno o aktivnosti vodikovih iona (napon se povećava u kiseloj sredini, a smanjuje u alkalnoj sredini). Referentna elektroda osigurava stalni pritisak, koji koristimo za određivanje razlike pomoću sonde. Ukupni mV odziv šalje se u mjerni uređaj (metar), gdje se pretvara u pH vrijednost.
Struktura senzora i terminologija
Da bismo razumjeli kako pH elektroda radi, potrebno je razumjeti neke pojmove koji se koriste za opisivanje njezinog dizajna i druge.
Kućište (tijelo elektrode): šuplja cijev koja sadrži radne dijelove pH elektrode. Kućište može biti izrađeno od stakla ili kemijski otporne plastike, poput polieterimida.
Pufer: U našem slučaju, standardna otopina koja pokazuje kiseli, neutralni ili alkalni pH koristi se za kalibraciju pH metra. Radi lakšeg prepoznavanja, neke puferske otopine označene su bojama.
Kalibracija: Proces provjere ili podešavanja kalibracije analitičkog instrumenta.
Spoj (spoj, spoj): Kombinacija dva dijela; u ovom slučaju ispitni materijal i kontrolna unutarnja otopina. Priključci se izrađuju od raznih materijala; Materijali moraju biti porozni kako bi kontrolna otopina mogla proći kroz njih. Obično se koristi keramika, tkanina itd. Postoje elektrode s jednim, dva i prstenastim spojem.
Frit: Djelomično rastaljeno staklo ili keramika, ponekad se koristi kao spoj.
ATC: Automatska temperaturna kompenzacija. Budući da pH otopine ovisi o temperaturi, ATC ispravlja učinke temperature. ATC zahtijeva senzor temperature koji se može ugraditi u elektrodu u blizini staklene žarulje.
Referentna elektroda: elektroda koja daje poznati, konstantni napon; obično izrađen od srebro-kloridne žice i ispunjen puferskim elektrolitom.
Sonda: žica od srebrnog klorida u cijevi s pH osjetljivom staklenom balonom na kraju.
Slika 4. Unutarnji dijelovi pH elektrode.
Radi jasnoće, zaštitno kućište (čep) koje okružuje krhku staklenu tikvicu nije prikazano.
Neke pH elektrode imaju priključak sa strane
Postoji nekoliko vrsta elektroda. Neke, obično starije, elektrode (prema mom iskustvu, ove su sada rijetke) sastoje se od dva odvojena kućišta. Trenutno su većina elektroda kombinirani senzori, gdje su anoda i katoda smještene odvojeno u jednom kućištu. Oblik staklene žarulje često određuje što će elektroda mjeriti. Kuglaste tikvice, sa svojom velikom površinom, dobro su prikladne za višenamjenska (univerzalna) mjerenja u vodenim sredinama. Konusne tikvice mogu prodrijeti kroz polukrute materijale (kao što su meso i druga hrana) i tlo. Ravne staklene "tikvice" mogu se koristiti za mjerenje pH različitih tipova kože, itd. Neke elektrode se mogu višekratno koristiti, dok druge nisu i napunjene su kemijskim gelovima. Neke elektrode imaju uklonjive (zamjenjive) priključke i sonde.
Kratak pregled pH metara
Naša recenzija posvećena je pH metrima koje proizvodi Hanna Instruments (Woonsocket, Rhode Island, SAD). Hanna je na tržištu od 1978. i danas nudi više od 3000 opcija proizvoda svojim kupcima diljem svijeta. Neki od proizvoda tvrtke zanimljivi su akvaristima.Svi recenzirani Hanna pH metri dolaze s puferom za kalibraciju, otopinom za čišćenje elektroda i torbom za nošenje. Započnimo naš pregled sa:
pH mjerač (HI98103)
Slika 5. Pristupačni pH uređaj Hanna Instruments.
pH metar HI98103 Checker® početne razine bit će vrijedan dodatak alatima mnogih akvarista. Uređaj nudi 0,1 pH jedinica. razlučivost po pristupačnoj cijeni. Pristupačna cijena je posljedica činjenice da uređaj nudi samo dvije kalibracijske točke (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 kalibracijske točke odražavaju očekivani pH, ovaj je uređaj prikladniji za slatkovodne sustave koji simuliraju kisela okruženja, poput rijeke Amazone (unatoč činjenici da je sigurno sposoban mjeriti pH vrijednosti tipične za grebene i afrički sustavi). Elektroda je zamjenjiva, a priključak je papirnati.Raspon: 0 do 14 jedinica
Razlučivost: 0,1 jedinica
Točnost: ±0,2 jedinice
Kalibracijske točke (gradacija): Dvije; pH 4,01, 7,01 ili 10,01
Automatska temperaturna kompenzacija: Nema
Mjerenje temperature/zaslon: Nema
Zamjenjiva sonda: Da
Promjer elektrode: 8 mm (~5/16")
LCD veličina: 3/8" (~10 mm)
Baterija: 1-CR2032; resurs približno 1.000 sati.
pHep senzor za pH i temperaturu (HI98107)
Slika 6. pHep uređaj s kalibracijskim puferima u kućištu.
HI98107 pHep pH i temperaturni tester je modernija verzija pH Checkera (opisan gore). Uz određivanje pH raspona gotovo svakog akvarija - od Amazonije do grebena - uređaj također mjeri temperaturu s automatskom kompenzacijom temperature (ATC). Uređaj uključuje dva pufera za kalibraciju (4,01 i 7,01) s trećim dostupnim (10,01, koji se preporučuje za grebenske akvarije). Veza je izrađena od papira. Elektroda nije zamjenjiva.Raspon: 0 do 14 jedinica
Razlučivost: 0,1 jedinica
Točnost: ±0,1 jedinica
Kalibracijske točke: 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 vodootporni 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 najnapredniji je od svih Hanninih džepnih pH mjerača. Uređaj nudi razlučivost od 0,01 jedinica. s točnošću od ±0,05 i automatskom kompenzacijom temperature. Uređaj je vodootporan i pluta na površini vode. Uređaj nudi fleksibilan pristup važnim mjerenjima, jer... sposoban za prepoznavanje 5 različitih kalibracijskih pufera.Raspon: -2 do 16 jedinica
Razlučivost: 0,01 jedinica
Točnost: ±0,05 jedinica
Točke kalibracije: Dvije opcije: 4.01, 7.01, 10.01 ili 6.86, 9.18.
Automatska temperaturna kompenzacija: Da
Prikaz temperature: Da, može se podesiti °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 sati
HALO bežični terenski pH metar (HI12302)
Slika 8. Možda najnaprednija pH elektroda na tržištu, HALO bežična elektroda.
HI12302 Halo Field pH metar je zanimljiv uređaj 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. Po mom iskustvu, postavljanje je nevjerojatno jednostavno. Otvorio sam web stranicu Hanna Instruments, slijedio poveznicu HALO 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, jedino što je potrebno je odabrati odgovarajuće ikone za kalibraciju elektrode, prikaz grafičkih podataka, pregled podataka senzora itd. Zaista vjerujem da ne može biti jednostavnije. Softver mjeri pH i temperaturu svake sekunde. Bilježenje podataka daje ID broj elektrode, datum kalibracije, točke kalibracije, krivulju kalibracije, datum i vrijeme mjerenja, pH, temperaturu, milivolte itd. (Vidi slike 9-11).Opcije sonde uključuju sferni (univerzalni i vodeni), stožasti (za hranu, polukrute materijale, tlo itd.) i ravni vrh (za kožu, papir itd.) HALO polieterimidno (PEI) plastično kućište ) odobreno za kontakt s prehrambeni proizvodi i otporan je na sve što bi hladnjak mogao baciti na vas (osim ako ne idete do kraja i dozirate aromate i/ili djelomično halogenirana otapala u svoj sustav).
Raspon: 0 do 14 jedinica
Razlučivost: podesiva od strane korisnika: 0,1, 0,01 ili 0,001 jedinica.
Točnost: ±0,005 jedinica
Kalibracijske točke: sedam; pH 1,68, 4,01, 6,86, 7,01, 91,8, 10,01 i 12,45.
Automatska temperaturna kompenzacija: Da
Zamjenjiva sonda: Nema
Promjer elektrode: 12 mm (~1/2")
Bilježenje podataka: Da
Baterija: litijumska baterija, 500h.
Slika 10. U načinu snimanja podataka, pH očitanja dobivena pomoću HALO elektrode mogu se vidjeti u obliku tablice ili...
Slika 11. ...kao grafikon. Mogu se napraviti bilješke i podaci prenijeti u proračunske tablice programa Excel.
Možete provjeriti je li vaš telefon ili tablet HALO kompatibilan ovdje: http://hannainst.com/halo
Više informacija o proizvodima Hanna Instruments možete pronaći ovdje: http://hannainst.com
Svi Hanna senzori i elektrode dolaze s jamstvom od 6 mjeseci.
Ostala razmatranja
Sada ću ukratko govoriti o drugim aspektima koje treba uzeti u obzir pri kupnji pH metra ili elektrode.Konektori (adapteri)
pH uređaji s odvojenim elektrodama moraju biti povezani s uređajem pomoću konektora (osim ako ne govorite o uređajima s bežičnom vezom, poput Hanna HALO.) I iako se to čini nevažnim, može imati dugotrajne i moguće skupe posljedice. Neki proizvođači koriste specijalizirane priključke kako bi osigurali dugotrajnu upotrebu i kupnju elektroda koje proizvode. Najčešći je konektor za brzo spajanje Bayonet Neill-Concelman (BNC). Američki konektor je rjeđi. Neki europski uređaji koriste S7 konektor.
Veze
Spoj u pH elektrodi je točka presjeka (susreta) dva svijeta – unutarnje otopine senzora i ispitnog uzorka. Postoje specijalizirani pojmovi koji se koriste za opisivanje spojeva, njihove strukture i geometrije. Kao što je spomenuto, spojevi omogućuju protok otopine kontrolne elektrode u ispitnu otopinu. U tom su smislu podložni onečišćenju i začepljenju, posebno u slučaju uljastih uzoraka, uzoraka s visokim sadržajem proteina ili suspenzija (otopine sa suspenzijom). Neke elektrode koriste tkivnu vezu. Skuplje elektrode koriste porozne keramičke materijale. Neki priključci izrađeni su od PTFE (politetrafluoroetilen) plastike i dizajnirani su za korištenje u teškim okruženjima, uključujući okruženja s visokim ugljikovodicima. PTFE spojevi ponekad su prilično veliki i nalikuju prstenu oko staklene kruške (keramički spojevi su obično mali, samo oko 1 milimetar u promjeru). Svi spojevi mogu postati kontaminirani.
Srećom, za grebenske akvariste sasvim su prikladni univerzalni pH senzori s priključcima od tkanine ili keramike.
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 lomljenja. Elektrode koje se koriste samo povremeno ne zahtijevaju često čišćenje; međutim, ako je vaša elektroda stalno uronjena u "organsku juhu" (kao u nekim akvarijima), akvaristima se savjetuje da redovito čiste elektrodu. Događa se da se sonda prekrije biološkim mrljama i proteinima. Hrana (i katastrofalni kvarovi potopnih pumpi) dodaju masnoće u vodu u akvariju, što također doprinosi kontaminaciji elektroda. Srećom, otopine za čišćenje mogu pomoći u održavanju funkcionalnosti elektrode. Slijedite upute proizvođača. Ne trljajte elektrodu - uvijek je osušite upijanjem kako biste spriječili statičko pražnjenje.
Gel elektrode koje se mogu puniti i koje se ne mogu ponovno puniti
Neke se elektrode mogu ponovno napuniti posebno formuliranim otopinama, dok su druge elektrode napunjene gelom. Općenito, gel senzori sporije reagiraju na promjene pH razine. Većina senzora namijenjenih uporabi u akvarijima punjena je gelom.
Kalibriranje
Ispravna kalibracija pH elektrode ključna je za dobivanje točnih rezultata. Proces je pojednostavljen ako instrument nudi automatsku temperaturnu kompenzaciju (ATC). Slike 12-14 daju primjere utjecaja temperature na kalibracijski standard.
Slika 12. Učinak temperature na 4.01 pufer kalij hidrogen ftalata.
Slika 13. Učinak temperature na pH pufera kalij dihidrogen fosfat/natrij dihidrogen fosfat (6,865). Srećom, kalibracija je izvršena na sobna temperatura, prilično točan ako se koristi uređaj bez ATC-a.
Slika 14: Temperatura može utjecati na pH danog pufera (natrijev bikarbonat/natrijev karbonat) (još jedan slučaj za korištenje ATC uređaja). Ugljični dioksid iz atmosfere utječe na otopinu tijekom vremena.
Ispravno kalibriranje pH elektrode zahtijeva malo strpljenja i pozornosti na detalje. Novi senzori trebaju biti pravilno hidratizirani (pogledajte priručnik za uređaj). Iako je moguća kalibracija u jednoj točki, preporučljivo je izvršiti kalibraciju u 2 točke (između kojih bi očekivana pH vrijednost trebala pasti). Za grebenske akvarije koristite međuspremnike 7.01 i 9 ili 10. Imajte na umu da neki uređaji mogu automatski prepoznati međuspremnike i stoga zahtijevaju upotrebu posebnih rješenja. Prije kalibracije, provjerite je li elektroda oštećena (osobito staklena žarulja). Staklena tikvica mora biti bez ikakvih bioloških nečistoća. Ako je dostupno, upotrijebite otopinu za čišćenje koju preporučuje proizvođač. Na pravilno čišćenje biološko obraštanje, masti, kontaminanti proteina itd. bit će uklonjeni. Elektroda, ako se može ponovno puniti, mora biti napunjena otopinom koju preporučuje proizvođač. Kada je elektroda čista iu dobrom stanju, stavite je u prvu otopinu za kalibraciju. Uvjerite se da su stakleni balon elektrode i priključak potpuno uronjeni u otopinu za kalibraciju (ja koristim čašu od 30 mm gdje je 7 mm pufera dovoljno za kalibraciju). Snažno promiješajte otopinu elektrodom (ako magnetska mješalica nije dostupna) i pričekajte da se temperatura elektrode i otopine izjednače. Unesite vrijednost u memoriju uređaja (obično trebate pritisnuti gumb kada je uređaj u kalibracijskom načinu rada). Isperite elektrodu destiliranom vodom i osušite maramicom (po mogućnosti pomoću laboratorijskih maramica kao što je Kimwipes). NIKADA ne brišite elektrode papirom - to može stvoriti statički napon koji može utjecati na kalibraciju, a time i na očitanja. U slučaju jedne kalibracijske točke, postupak je završen. U slučaju 2 ili 3 kalibracijske točke, postupak se mora ponoviti. Prilikom mjerenja pH uzorka vode, promiješajte otopinu ručno ili pomoću miješalice i ostavite vremena 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 odbojnici proizvedeni su tako da budu otporni na promjene i imaju dugi vijek trajanja (nekoliko godina). Birajte pufere kojima je rok trajanja naveden na pakiranju. Karbonatni puferi općenito imaju kraći rok trajanja od alkalnih ili kiselih pufera zbog izloženosti zraku ugljični dioksid. Puferi koji su došli u kontakt s elektrodom tijekom kalibracije moraju se odbaciti. Ako primijetite da je pufer prekriven plijesni (obično se to odnosi na pufere u rasponu od oko 4), bacite ga. Nemojte koristiti pufere za podešavanje pH vrijednosti vašeg akvarija.
Čuvanje pH elektroda
pH senzore treba pravilno skladištiti. Najvažnije je da staklena tikvica mora ostati hidratizirana. Drugo, početna otopina ne smije dopustiti osmozu između same otopine i unutarnje otopine/gela elektrode. Osim toga, mora sadržavati antimikrobnu komponentu koja sprječava stvaranje plijesni i naslaga.
Potrebni puferi za kalibraciju pH, osnovne otopine i pribor mogu se pogledati ovdje: http://hannainst.com/ph-solutions
Hanna Instruments pH blogovi i resursi
1.2. Vodiči i kontrolne liste za pH elektrode
3. 10 najčešćih pogrešaka u pH mjerenjima
4.
Potenciometrija je jedna od elektrokemijskih metoda analize koja se temelji na određivanju koncentracije elektrolita mjerenjem potencijala elektrode uronjene u ispitivanu otopinu.
Potencijal (od lat. potentia– sila) je pojam koji karakterizira polja fizičkih sila (električnih, magnetskih, gravitacijskih) i, općenito, polja vektorskih fizikalnih veličina.
Metoda potenciometrijskog mjerenja koncentracije iona u otopini temelji se na mjerenju razlike električnih potencijala dviju posebnih elektroda postavljenih u ispitivanu otopinu, pri čemu jedna elektroda - pomoćna - tijekom procesa mjerenja ima konstantan potencijal.
Potencijal E zasebna elektroda se određuje pomoću Nernstove jednadžbe (W. Nernst – njemački fizikalni kemičar, 1869. – 1941.) kroz njen standardni (normalni) potencijal E 0 i aktivnost iona A+ , koji sudjeluju u procesu elektrode
E = E 0 + 2,3 lg a + , (4.1)
Gdje E 0 – komponenta međufazne razlike potencijala, koja je određena svojstvima elektrode i ne ovisi o koncentraciji iona u otopini; R– univerzalna plinska konstanta; n– valencija iona; T - apsolutna temperatura; F – Faradayev broj (M. Faraday – engleski fizičar 19. stoljeća).
Nernstova jednadžba, izvedena za usku klasu elektrokemijskih sustava, metal – otopina kationa istog metala, vrijedi u puno širem rasponu.
Potenciometrijska metoda se najviše koristi za određivanje aktivnosti vodikovih iona, koja karakterizira kisela ili alkalna svojstva otopine.
Pojava vodikovih iona u otopini uzrokovana je disocijacijom (od lat. disocijacija- odvajanje) dijela molekula vode, razbijanje na vodikove i hidroksilne ione:
H 2
O↔
+
.
(4.2)
Prema zakonu o djelovanju mase konstanta DO ravnoteža reakcije disocijacije vode jednaka je K=
. 
/
.
Koncentracija nedisociranih molekula u vodi je toliko visoka (55,5 M) da se može smatrati konstantnom, pa je jednadžba (5.2) pojednostavljena: 
= 55,5 =
. 
, Gdje 
- konstanta koja se naziva ionski produkt vode, 
= 1,0∙10 -14 pri temperaturi od 22 o C.
Tijekom disocijacije molekula vode nastaju vodikovi i hidroksilni ioni u jednakim količinama, stoga su im koncentracije iste (neutralna otopina). Na temelju jednakosti koncentracija i poznate vrijednosti ionskog produkta vode imamo
[H+] = 
=
= 1∙10 -7 . (4.3)
Za prikladnije izražavanje koncentracije vodikovih iona kemičar P. Sarensen (danski fizikalni kemičar i biokemičar) uveo je pojam pH ( p je početno slovo danske riječi Potenz – stupanj, H je kemijski simbol za vodik).
pH vrijednost pH je vrijednost koja karakterizira koncentraciju (aktivnost) vodikovih iona u otopinama. Brojčano je jednak decimalnom logaritmu koncentracije vodikovih iona 
, uzeto sa suprotnim predznakom, tj.
pH = -
lg
.
(4.4)
Vodene otopine mogu imati pH u rasponu od 1 do 15. U neutralnim otopinama pri temperaturi od 22 o C pH = 7, u kiselim otopinama< 7, в щелочных рН > 7.
Kada se temperatura kontrolirane otopine mijenja, potencijal elektrode staklene elektrode se mijenja zbog prisutnosti koeficijenta S
=
2,3∙
u jednadžbi (4.1). Kao rezultat toga, ista pH vrijednost pri različitim temperaturama otopine odgovara različitim vrijednostima emf sustava elektroda.
Ovisnost emf elektrodnog sustava o pH pri različitim temperaturama je skup ravnih linija (slika 4.1) koje se sijeku u jednoj točki. Ova točka odgovara pH vrijednosti otopine pri kojoj EMF sustava elektroda ne ovisi o temperaturi; izopotencijal (od grčkog - jednak, identičan i …potencijal) točka. Koordinate izopotencijalne točke ( E I i pH I) najvažnije su karakteristike sustava elektroda. Uzimajući u obzir temperaturu, statička karakteristika (4.1) ima oblik
