phmetro

UNIVERSIDAD PRIVADA PRIVADA DEL VALLE FACULTAD DE TECNOLOGÍA INGENIERIA MECATRÓNICA CAMPUS CAMPU S TIQUIPA TIQU IPAY YA

MEDIDAS Y MAT MATERIALES ELÉCTRICOS Informe Nº 1 P!METRO Gr"#o $A% E&'"()*n'e+ E&'e,* A,-*rr*./n A,-*rr*./n C*rmon* Do.en'e+ In0 Ron*,( Cor(ero Co.2*-*m-* 13 (e *-r), (e, 4513 Ge&')6n I 7 4513

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PH-METRO Definición

Es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el pH de una disolución. Un pHmetro es un voltímetro que junto con los electrodos, al ser sumergidos en una sustancia, generan una corriente eléctrica. Esta corriente eléctrica dependerá de la concentración de iones de hidrógeno que presente la solución. El analizador de pH es un instrumento de uso común en cualquier campo de la ciencia relacionado con soluciones acuosas. e utiliza en áreas como la agricultura, el tratamiento !  puri"icación de agua, en procesos industriales como los petroquímicos, "a#ricación de  papel, alimentos, metalmecánica, "armacia e investigación ! desarrollo, entre otros.

Funcionamiento

El método determina el pH midiendo el potencial generado $en milivolts% por un electrodo, este potencial se compara contra un electrodo de re"erencia, que genera un potencial constante e independiente del pH. El electrodo de re"erencia que se utiliza es el de calomel

saturado con cloruro de potasio, el cual sirve como puente salino que permite el paso de los milivolts generados hacia al circuito de medición. El sistema actual de medición de pH es, por e&celencia, el electrodo de com#inación. u nom#re deriva de la práctica inicial en que el electrodo sensor de H' esta#a separado del electrodo de re"erencia( la com#inación de am#os en una sola estructura llevó a su nom#re actual. in em#argo, la práctica industrial sigue utilizando electrodos de re"erencia ! de pH separados, porque permite se)ales más con"ia#les ! procedimientos de mantención que, en ciertos casos, resultan más controla#les ! de menor costo. *a determinación de pH consiste en medir el potencial que se desarrolla a través de una "ina mem#rana de vidrio que separa dos soluciones con di"erente concentración de protones. En consecuencia se conoce mu! #ien la sensi#ilidad ! la selectividad de las mem#ranas de vidrio delante el pH. Una celda para la medida de pH consiste en un par de electrodos, uno de calomel $mercurio, cloruro de mercurio% ! otro de vidrio, sumergidos en la disolución de la que queremos medir el pH.

*a varita de soporte del electrodo es de vidrio común ! no es conductor, mientras que el  #ul#o sensi#le, que es el e&tremo sensi#le del electrodo, esta "ormado por un vidrio  polariza#le $vidrio sensi#le de pH+%. e llena el #ul#o con la solución de ácido clorhídrico .- saturado con cloruro de plata. El voltaje en el interior del #ul#o es constante, porque se mantiene su pH constante $pH /% de manera que la di"erencia de potencial solo depende del pH del medio e&terno. El alam#re que se sumerge al interior $normalmente 0g10g2l% permite conducir este  potencial hasta un ampli"icador. El analizador de pH mide la concentración de iones 3H'+, utilizando un electrodo sensi#le a los iones. En condiciones ideales dicho electrodo de#ería responder ante la presencia de un único tipo de ión, pero en la realidad siempre se presentan interacciones o inter"erencias con iones de otras clases presentes en la solución. Un electrodo de pH es generalmente un electrodo com#inado, en el cual se encuentran integrados un electrodo de re"erencia ! un electrodo de vidrio, en una misma sonda. *a parte in"erior de la sonda termina en un #ul#o redondo de vidrio delgado. El tu#o interior contiene cloruro de potasio saturado $42l%, invaria#le ! una solución ,- 5 de ácido clorhídrico $H2l%. 6am#ién, dentro del tu#o interior, está el e&tremo del cátodo del electrodo de re"erencia. El e&tremo anódico se envuelve así mismo en el e&terior del tu#o interno ! termina con el mismo tipo de electrodo de re"erencia como el del tu#o interno. 0m#os tu#os, el interior ! el e&terior, contienen una solución de re"erencia, pero únicamente el tu#o e&terior tiene contacto con la solución del lado e&terno del electrodo de  pH, a través de un tapón poroso que actúa como un puente salino. 7icho dispositivo se comporta como una celda galvánica. El electrodo de re"erencia es el tu#o interno de la sonda analizadora de pH, el cual no puede perder iones por interacción con el am#iente que lo rodea, pues como re"erencia de#e permanecer estático 8invaria#le8  durante la realización de la medida. El tu#o e&terior de la sonda contiene el medio al que se le permite mezclarse con el am#iente e&terno. 2omo resultado de lo anterior, este tu#o de#e ser llenado periódicamente con una solución de cloruro de potasio $42l% para reponer la capacidad del electrodo que se inhi#e por pérdida de iones ! por evaporación. El #ul#o de vidrio en la parte in"erior del electrodo de pH que actúa como elemento de medición está recu#ierto, tanto en el e&terior como en el interior, con una capa de gel

hidratado. *os cationes metálicos 3a'+ se di"unden en el gel hidratado "uera del vidrio ! dentro de la solución, mientras que los iones 3H'+ de la solución se di"unden dentro del gel hidratado. El gel hidratado es el que hace que el electrodo de pH sea un electrodo selectivo de iones. El ión 3H'+ no cruza a través de la mem#rana de vidrio del electrodo de pH, es el ión sodio 3a'+ el que cruza ! permite un cam#io de la energía li#re. 2uando un ión se di"unde de una región de actividad a otra, se presenta un cam#io en la energía li#re ! esto es lo que mide el analizador de pH.

Mantenimiento

El electrodo de vidrio es relativamente inmune a las inter"erencias del color, tur#idez, material coloidal, cloro li#re, o&idante ! reductor. *a medida se a"ecta cuando la super"icie de la mem#rana de vidrio está sucia con grasa o material orgánico insolu#le en agua, que le impide hacer contacto con la muestra, por lo tanto, se recomienda la limpieza escrupulosa de los electrodos. *os electrodos tienen que ser enjuagados con agua destilada entre muestras. o de#en ser  secados con un pa)o porque podrían cargarse electrostáticamente. 9ara quitar el e&ceso de agua, de#en ser colocados so#re un papel sin pelusa.

Calibración

2omo los electrodos de vidrio de pH mesuran la concentración de H' relativa a sus re"erencias, tienen que ser cali#rados periódicamente para asegurar la precisión. 9or eso se utilizan #u""ers de cali#raje $disoluciones reguladoras de pH conocido%. 9asos: •

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;uite el electrodo de la solución de almacenamiento, ! limpielo hasta dejarlo seco. 5ida el pH de una disolución #u""er de pH conocido $pH < =%. 0juste el pH>metro para leer = ;uite el electrodo de la solución #u""er de pH < =, enjuague el electrodo en la solución de almacenamiento, ! luego limpielo hasta dejarlo seco.

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5ida el pH de una solución #u""er de pH < - 0juste el pH>metro para que marque pH < - ;uite el electrodo del #u""er de pHmetro de#erá permitir una lectura de  pH