Come tarare una sonda di pH

Il seguente articolo illustra una piccola guida su come tarare una sonda di pH; non vuole essere nulla di approfondito, ma solo mostrare il procedimento “manuale” di taratura. Alcune piccole spiegazioni, si rendono d’obbligo, per meglio capire il procedimento di taratura. Il pH è la semplificazione della formula matematica: -log[H+], ovvero si legge, meno logaritmo della concentrazione degli ioni H+.

Come tarare una sonda di pH

Come tarare una sonda di pH

La “p” che va sempre scritta minuscola deriva dal termine francese puissance; in seguito è stato poi assunto ad indicare la funzione matematica -log x. Il pH-metro è uno strumento che, collegato a un elettrodo di vetro o materiale plastico, fornisce un segnale elettrico proporzionale al pH del sistema in cui l’ elettrodo viene immerso.

Nell’ operazione di taratura quando si va a immergere l’ elettrodo a vetro, in cui è presente un setto poroso permeabile agli ioni H+, in due soluzioni a pH = 7 e pH = 4 o 9,21 o 10, gli ioni H) entrano in contatto con la soluzione e i cavi metallici situati all’interno dell’elettrodo e cosi si ha una misura della d.d.p (differenza di potenziale) in mV (milliVolt).

Viene poi trasformata dallo strumento in unità di pH che poi va a leggere sul display. Il circuito del misuratore fondamentalmente è un voltmetro che mostra i risultati in scala di unità di pH anziché in volt (V).

Tarare una sonda di pH

Il circuito di un semplice piaccametro consiste di un amplificatore operazionale con un guadagno totale di circa 17 volte. L’amplificatore converte il debole potenziale elettrico prodotto dalla sonda (-59.16 mV/pH nelle soluzioni basiche, +59.16 mV/pH nelle soluzioni acide) in unità di pH, spostando il risultato di 7 unità (offset) per farlo rientrare nella scala di pH:

  • Neutralità (pH = 7) la sonda non presenta potenziale elettrico.
  • pH alcalini (pH > 7) la sonda produce un potenziale elettrico compreso tra zero e -414.12 mV (7 * -59.16 mV); una lettura di -177.48 mV per esempio corrisponde quindi a -(-0.18) * 17 + 7 = 10 unità di pH
  • pH acidi (pH < 7) la sonda produce un potenziale elettrico compreso tra zero e +414.12 mV; una lettura di +177.48 mV per esempio corrisponde a -(0.18) * 17 + 7 = 4 unità di pH.

Lo strumento si va a costruire una “retta” di taratura sperimentale in funzione del pH e della [H+];questa passa per due punti sperimentali ottenuti, appunto, immergendo l’ elettrodo nelle due soluzioni a pH = 4 e pH = 7. Il pH-metro poi si calcola la pendenza e l’equazione di questa retta.

Ogni volta che si immerge l’ elettrodo a vetro in una soluzione a pH sconosciuto, lo strumento confronta il segnale con l’ equazione della retta e ti restituisce il valore di pH della soluzione. Come detto sopra, la retta di taratura, non è una vera e propria retta, in quanto si lavora con i logaritmi.

Bensì è una curva, dove la parte più “rettilinea ” è compresa tra il punto di taratura a pH=7 ed il secondo punto di riferimento. Per questo consiglio di effettuare la taratura con il secondo tampone avente un pH prossimo al valore di pH dell’acqua in esame.

Iniziamo a tarare la sonda di pH

Si estrae la sonda dall’acqua e la si asciuga, anche non accuratamente, con dello scottex o comunque carta assorbente; la si immerge, tenendola agitata in una soluzione acquosa di HCl (acido cloridrico) 0,1M (va’ benissimo anche l’acido muriatico che si trova al supermercato diluito 1/10 con acqua; attenzione però che l’acido muriatico del supermercato talvolta è già una soluzione diluita dal 10% al 30%). Questa operazione serve a pulire il setto poroso della sonda da sporcizia varia.

Si tiene agitata per 2 min circa, per ora la precisione non è importante. Fatto questo, la si sciacqua in un recipiente con acqua (del rubinetto va’ bene). La si asciuga come prima (sommariamente) e la risciacqui con acqua di RO o distillata o cmq acqua con un buon grado di purezza. Fatto questo, si ha il setto poroso pulito. Si immerge la sonda (i primi 3 cm, non serve andare oltre) nella soluzione tampone a pH 7; la si tiene agitata fino a quando non si nota che lo strumento segna un pH abbastanza stabile.

A questo punto non si agiti più, e sempre con la sonda immersa nel pH 7 procedi alla taratura del 7. [Si effettua prima il pH 7 SEMPRE!!!! in quanto a pH 7 fai lo “0” della sonda. A pH 7, come scritto sopra, non ci sono “correnti” (mvolt) che la sonda può leggere; infatti il pH 7 e’ detto anche pH neutro, ovvero la concentrazione degli ioni H+ sono pari a quelli degli ioni OH-, ovvero 1*10-7 (uno per dieci alla meno sette).]

  1. Acida quando [H+] > 10−7 (dieci alla meno sette)
  2. Neutra quando [H+] = 10−7 (dieci alla meno sette)
  3. Basica quando [H+] < 10−7 (dieci alla meno sette)

Fatta questa taratura, si toglie la sonda dal pH 7, la si sciacqua accuratamente con acqua di buona qualità, e la immergi nella soluzione a pH 4 o 9,21 o 10 (prendiamo l’esempio del pH 4). La si tiene agitata fino a quando non si nota che lo strumento segna un pH abbastanza stabile. A questo punto non si agita più, e sempre con la sonda immersa nel pH 4 procedi alla tratura dello stesso.

[Il secondo pH della taratura, come scritto sopra, serve per fare il guadagno della sonda (slope), ovvero portare lo strumento a segnare una corrente nota]. Tarato anche il pH 4, si risciacqua la sonda e la si mette in vasca. Talvolta si rende necessario ripetere le tarature più volte, sopratutto quando il valore del secondo pH è parecchio sballato (si effettuano sempre entrambe).

Le soluzioni tampone si possono utilizzare quante volte si vuole ( sono dei sali con relativo acido o base debole), l’importante è che non si inquinino. Per una maggiore accuratezza, non utilizzare tali soluzione oltre da data di scadenza. Quando non le si usano, basta che si chiudano bene e le si mettano in un posto dove non prendono luce, il mobile della vasca va’ benissimo.

La temperatura influisce in maniera minima sulla taratura (max 0,02 punti di pH) solo se si tara oltre i 50°C ci sono delle differenze apprezzabili. Ricordo che come detto sopra, il pH è una funzione matematica logaritmica; di conseguenza un punto di pH in più (Esempio: da pH 6 a pH 7) implica un aumento di 10 volte il valore degli ioni H+.

Un aumento di 2 punti (Esempio da pH 5,5 a pH 7,5) implica un aumento di 100 volte il valore degli ioni H+. Stesso discorso vale se si passa da un pH maggiore ad uno inferiore; si avrà una diminuzione del valore degli ioni H+. Attenzione quindi alla variazione repentina del pH; ne va della salute dei nostri amici pinnuti.

Articolo di Nitro76

Misuratori test phmetro

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