CONCEITOS BÁSICOS SOBRE pH

Vamos fazer uma visão geral sobre pH e o princípio de funcionamento dos eletrodos de medição. A grandeza pH e define o grau de acidez ou alcalinidade de uma solução.

Os compostos quimicamente estáveis são eletricamente neutros quando misturados com água. Para formar uma solução aquosa, dissociam-se em partículas carregadas positiva ou negativamente.

Depois da criação do conceito de pH identificamos de forma simplificada as soluções ácidas como aquelas com pH menor que 7 e as soluções básicas ou alcalinas como aquelas que tem pH maior que 7. A escala de pH vai de 0 até 14.

A figura acima mostra a escala de pH e o valor correspondente para diversos produtos.

A grandeza pH varia de forma logarítmica com a concentração do íon H+

pH = log [ αH+]

onde α é o número de íons H+

Eletrodo de Medição

A célula galvânica utilizada para medição de pH emprega basicamente dois elementos que geram um potencial elétrico proporcional à concentração de íons de hidrogênio livre na amostra. O pH é determinado por potenciometria, pela determinação da diferença de potencial entre dois eletrodos – imersos na amostra a ser analisada, e depende da atividade dos íons hidrogênios na solução, o eletrodo de vidro ou eletrodo de medição e o eletrodo de referência.

ELETRODO-j

Acima uma sonda industrial de medição de pH

O eletrodo de medição do pH, é composto por uma fina membrana de vidro sensível ao pH selada na ponta de um tubo de vidro ou de plástico.

A figura acima representa a tensão gerada na membrana do eletrodo de medição do pH

No eletrodo de medição os íons de H+ vão se acumulando na camada gelatinosa da membrana, formando uma diferença de concentração iônica entre a solução da amostra e a solução de referência, de concentração constante. A diferença iônica provoca a geração de uma tensão no eletrodo.

A equação acima representa a tensão gerada pelo eletrodo de medição.

O eletrodo de medição é imerso na solução contendo o analito, ele desenvolve um potencial, que depende da atividade do analito. A maioria dos eletrodos de medição empregados na potenciometria é seletiva em sua resposta.

Eletrodo de Referência

O eletrodo de referência é o eletrodo em relação ao qual se mede o potencial do eletrodo de medição. O seu potencial é conhecido, constante e completamente independente da composição da solução de analito.

O potencial de um eletrodo de referência deve ser independente das propriedades da solução e, se possível, deve ser fisicamente isolado a partir da solução de interesse.

A PONTE SALINA é responsável pela conexão elétrica do sistema de medição, ela é estabelecida entre o eletrodo de referência e a amostra, que se forma no diafragma poroso, através do contato do eletrólito interno com a amostra.

O vídeo a seguir, da Hamilton Process Analytics, fala sobre o conceito de pH, compara o índice de acidez de várias substâncias e para explica o funcionamento do eletrodo de medição, faz uma comparação entre o nível de uma represa, a pressão formada pela coluna d’água e o fluxo de água causado por este desnível comparado a concentração iônica de hidrogênio nos dois lados da membrana do eletrodo.

O vídeo também fala sobre a importância da junção de referência na estabilização da medição e do eletrodo combinado. Descreve os componentes da tensão total gerada pelo eletrodo como sendo a somatória das tensões nos lados da membrana e as tenções nos eletrodos internos.

medição de pH

A figura a cima mostra os eletrodos de referência e medição com o sinal elétrico sendo tomado entre os dois eletrodos.

O vídeo fala ainda sobre os erros gerados pelo potencial de assimetria e pela deterioração da membrana de medição, além da queda do “SLOPE” pelo envelhecimento, resultando na necessidade de calibrações com soluções “BUFFERS” e justes frequentes.

Na parte final é abordado a influência da temperatura na tensão gerada pelo eletrodo.

 

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Para saber mais sobre qualidade da água e conhecer outros analisadores utilizados no seu tratamento, acesse QUALIDADE DA ÁGUA POTÁVEL.

Para saber mais sobre calibrações visite o post METROLOGIA QUÍMICA.

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