Tudo o que você sempre quis perguntar

Apresentação em tema: "Tudo o que você sempre quis perguntar"— Transcrição da apresentação:

1 Tudo o que você sempre quis perguntar
Medida do pH Tudo o que você sempre quis perguntar mas nunca teve coragem

2 Um pouco de historia O começo Comida! Comida!!!! Comida!!!!!!!!
A comida se provava para estabelecer sua qualidade Eles não conheciam a relação entre o pH dos alimentos e bebidas e os sabores Então apareceu a potenciometria para medir o pH Isto foi o inicio de um controle adequado de qualidade alimentaria

3 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) Ácido 1 2 3 4 5 6 7 13 12 8 9 10 11 14 Neutro Básico

4 Definição de pH O pH é a medida da concentração dos íons de hidrogênio em uma solução aquosa. H2O = H + OH + - 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 O pH é o logaritmo negativo da concentração de íons de hidrogênio pH = - log [H ] +

5 A membrana de vidro é permeável aos íons H
Eletrodo de medida Fio metálico (Ag/AgCl) Solução eletrolítica (KCl - pH = 7) Membrana de vidro A membrana de vidro é permeável aos íons H +

6 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.

7 Diferencia de voltagem entre o eletrodo de medida e o de referencia.
Voltímetro / pHmetro Medida de pH Diferencia de voltagem entre o eletrodo de medida e o de referencia.

8 Eletrodo de referencia
Eletrodo de medida Eletrodo de referencia Eletrodo combinado

9 A formula mágica para o calculo do pH Equação de Nerst
E = E0 + RT nF 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 = mV a 25°C E0 é dependente da temperatura

10 Eletrodos comerciais 0 mV a pH 7.0
A equação de Nerst se pode transformar em uma forma linear agrupando e substituindo alguns termos E = E0’ + SLOPE (T) x pH E0’ = ponto de potencial zero o ponto isopotencial, teoricamente o valor de pH independente da temperatura. Eletrodos comerciais 0 mV a pH 7.0 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)

11 Converte a medida de voltagem em unidades de pH
pHmetro Converte a medida de voltagem em unidades de pH A voltagem medida na solução desconhecida e comparada com potenciais de referencia pH 0 =   mV pH 4 =   mV pH 7 =     mV pH 10 = mV pH 14 = mV 25°C

12 Calibração Os eletrodos não são todos iguais
Características diferentes e muitos fabricantes A sensibilidade e o ponto isopotencial mudam com o tempo Calibrar Medir a sensibilidade e o ponto isopotencial para o eletrodo e comparar com os valores teóricos para compensar pelas mudanças na resposta do eletrodo

13 Ajuste do ponto zero / Isopotencial
7 10 4 -150 -300 150 300 pH mV

14 Sensibilidade 7 10 4 -150 -300 150 300 pH mV Ideal (59 mv/pH)

15 A fonte de erro mais normal nas medidas de pH é a temperatura
pH e 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. Pendente do Eletrodo pH dos Tampões Amostras Deriva do Elemento de Referencia Erros no Sensor de Temperatura

16 Temperatura 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.

17 Toda a superfície da membrana de vidro tem que estar sempre limpa.
Limpeza do eletrodo Toda 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.

18 Tipos de eletrodo single junction pH electrode
double 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

19 ROSS, Calomel, Cloreto de prata e Estado sólido.
Tipos de eletrodos de pH combinados ROSS, Calomel, Cloreto de prata e Estado sólido. ROSS Eletrodo de referencia sem informação (Patente). Calomel Cloreto 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 Prata Non-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 Sólido Estes eletrodos usam um Transistor de efeito de campo (Field Effect Transistor - FET) sensível ao pH. Sensor não é de vidro / Sem manutenção / Resistentes