Um potenciómetro é o dispositivo usado para medir a diferença de potencial entre um trabalho e um eléctrodo de referência, quando ambos são imersas numa solução de que se pretende determinar a sua acidez ou basicidade, expressando-a como o pH.
Dessa forma, a potenciometria refere-se ao método analítico utilizado para determinar a concentração de íons H + em uma substância que se encontra em solução, por meio da utilização de um potenciômetro e dos dois eletrodos citados anteriormente.
No caso do eletrodo de referência, ele possui um potencial conhecido, constante e estável, ao contrário do eletrodo de trabalho. O potencial que se desenvolve neste último eletrodo varia em proporção à concentração de íons H + encontrados na solução.
Este potencial também é muito influenciado pela temperatura na qual a medição é realizada.
Para que serve?
Há um grande número de processos industriais - como produção de medicamentos, processamento de alimentos e purificação de água - que são altamente sensíveis a mudanças nos níveis de pH. Por isso sua correta medição é tão importante.
Conforme mencionado anteriormente, o pH é um parâmetro usado para medir a acidez ou alcalinidade de uma solução que está na fase aquosa, analisando a concentração de íons H + na solução. Então, o valor do pH é calculado pela seguinte equação:
pH = -log
Portanto, o potenciômetro é usado para medir o pH de uma substância em solução.
Quando o potenciômetro é conectado aos dois eletrodos imersos na solução a ser analisada, ele detecta a diferença de potencial entre o eletrodo de trabalho e o de referência, amplificando esse sinal e convertendo-o em um valor de pH pela equação descrita acima.
Como funciona?
O funcionamento de um potenciômetro é baseado no mecanismo de uma célula eletroquímica, onde íons H + estão envolvidos na reação química da célula para determinar a concentração desses íons na solução e, dessa forma, obter o pH dos mesmos..
Quando se deseja medir o pH de uma solução por potenciometria, utiliza-se um potenciômetro e um eletrodo; o primeiro é o dispositivo que determina o pH, enquanto o segundo é baseado na combinação de um eletrodo de referência e um eletrodo de medição que é sensível a analitos.
Nesse sentido, é formado um circuito pelo qual a corrente elétrica flui entre os eletrodos e a solução, onde eles desempenham a função de uma bateria quando estão imersos na referida solução.
Dessa forma, o potenciômetro é projetado para gerar uma tensão igual a zero (em unidades de milivolts) quando o pH for igual a sete; isto é, neutro.
Da mesma forma, quando se registra um aumento nos valores potenciais (com números positivos) significa que há valores de pH mais baixos, e quando se observa um decréscimo, ou seja, um crescimento para números negativos, falamos em valores superiores. pH.
Eletrodos
O eletrodo de medição (ou trabalho) consiste em um dispositivo onde a reação em estudo (oxidação ou redução) ocorre.
Embora existam muitos tipos, geralmente é vidro, consistindo de uma membrana de vidro muito fina que tem permeabilidade aos íons H + do ambiente em que se encontra.
Ao colocá-lo em uma solução que possui um pH diferente da solução presente na célula, uma diferença de potencial é gerada entre as duas faces da membrana e essa diferença pode ser registrada por meio de um eletrodo de referência.
Por outro lado, o eletrodo de referência é um dispositivo que possui características de potencial estável e com valor conhecido, que normalmente é utilizado como ânodo na célula eletroquímica.
Um exemplo desse tipo de eletrodo é o que é constituído de um fio de prata, que é revestido com cloreto de prata e imerso em solução diluída de ácido clorídrico, ou o eletrodo de referência saturado com calomelano, como o mostrado. na figura abaixo.
Assim, o potenciômetro determina a diferença de potencial que é gerada entre os eletrodos, embora apenas o potencial do eletrodo de trabalho dependa das concentrações das espécies iônicas.
Calibrando um potenciômetro
A calibração de um potenciômetro deve ser realizada através de soluções tampão conhecidas (também chamadas de tampões ou soluções tampão), que consistem em sistemas com pH praticamente invariável que contêm uma substância fraca e suas espécies conjugadas.
Cada solução tampão tem um pH específico, que pode ser ácido (pH <7), básico (pH> 7) ou neutro (pH = 7), e pode ser adquirido comercialmente como padronizado ou preparado em laboratório com reagentes certificados e através do uso de procedimentos estabelecidos e validados.
Como os potenciômetros medem o valor do pH dentro de uma faixa considerada ampla, deve-se saber se o analito tem um pH maior ou menor que sete para proceder com sua calibração correta.
Assim, para amostras cujo pH se espera ser básico, deve-se calibrar com uma solução tampão com pH igual a sete e outra com pH superior (normalmente é usado um de pH dez).
Por outro lado, para amostras com pH ácido esperado, ele é calibrado com uma solução tampão com pH igual a sete e outra com pH inferior (normalmente é usado um de pH quatro).
Por fim, a recalibração deste instrumento de medição deve ser realizada antes e após cada uso, registrando seus resultados, incluindo a data e hora em que foram realizados e as características das soluções tampão utilizadas para controlá-lo.
Referências
- Wikipedia. (sf). medidor de pH. Obtido em es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Química, nona edição. (McGraw-Hill).
- Westcott, C. (2012). Medições de pH. Obtido em books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Gerenciando o Laboratório Analítico: Puro e Simples. Obtido em books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Analytical Chemistry for Technicians, Third Edition. Obtido em books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Calibração: um guia técnico. Obtido em books.google.co.ve