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Medida do pH
Tudo o que você sempre quis perguntar
mas nunca teve coragem
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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
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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
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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
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Eletrodo de medida
Fio metálico (Ag/AgCl)
Solução eletrolítica (KCl - pH = 7)
Membrana de vidro
A membrana de vidro é permeável aos íons H
+
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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.
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Voltímetro / pHmetro
Medida de pHDiferencia de voltagem entre o eletrodo de medida e o de referencia.
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Elet
rodo
de
med
ida
Elet
rodo
de
refe
renc
ia
Eletrodo combinado
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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
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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)
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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
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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
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7 1040
-150
-300
150
300
pH
mV
Ajuste do ponto zero / Isopotencial
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Sensibilidade
7 1040
-150
-300
150
300
pH
mV
Ideal (59 mv/pH)
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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.
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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
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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.
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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
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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.