Greisinger GMH 5550 pH adn redox measurement equipment 600780 ユーザーズマニュアル
製品コード
600780
13
Ve vodním roztoku se vždy krom
ě
molekul normální vody (oxidu neboli kysli
č
níku vodného) „H
2
O“
nachází také ur
č
ité množství hydroxoniových kation
ů
(H
3
O
+
) – p
ř
esn
ě
ji „[H(H
2
O)
4
]
+
“ –
a hydroxylových anion
ů
(OH
–
).
Sou
č
in koncentrací obou t
ě
chto iont
ů
je ve vodných roztocích vždy konstantní a je ozna
č
ován jako
iontový sou
č
in vody a nabývá hodnoty 10
–
14
. V
č
isté vod
ě
je látková koncentrace obou iont
ů
stejná: 10
–
7
. Toto odpovídá hodnot
ě
pH = 7 (neutrální reakce).
Kyselost roztoku vzniká p
ř
ebytkem hydroxoniových iont
ů
neboli kation
ů
H
3
O
+
. Zvýšení jejich
koncentrace na stonásobek, tedy na 10
–
5
, odpovídá hodnot
ě
kyselosti pH = 5.
Zásaditost je p
ř
ebytek hydroxylových iont
ů
(anion
ů
) na úkor hydroxoniových iont
ů
(kation
ů
). Je-li v
roztoku nap
ř
. 1000 × více hydroxoniových iont
ů
OH
–
než ve vod
ě
, klesne koncentrace iont
ů
H
3
O
+
na 10
–
10
, což odpovídá hodnot
ě
zásaditosti pH = 10.
Po p
ř
ipojení vhodné pH elektrody a p
ř
ípadn
ě
č
idla k m
ěř
ení teploty testovaného roztoku k p
ř
ístroji
zvolte na m
ěř
ícím p
ř
ístroji režim m
ěř
ení pH hodnoty (viz kapitola „9. Volba režim
ů
m
ěř
ení“).
11. M
ěř
ení oxida
č
n
ě
reduk
č
ního potenciálu (mV nebo mV
H
)
11.1 Poznámky k m
ěř
ení hodnoty redox potenciálu
K tomuto ú
č
elu m
ů
žete s výhodou použít elektrodu „GE 105 BNC“ (obj.
č
.: 13 11 13). K této m
ěř
ící
elektrod
ě
v provedení st
ř
íbro/chlorid st
ř
íbrný (UAg/AgCl) a s elektrolytem s koncentrací 3 mol KCl
(chlorid draselný) p
ř
ikládáme zkušební roztok (GRP 100). Tímto roztokem m
ů
žete kdykoliv
p
ř
ezkoušet ú
č
innost (použitelnost) této elektrody.
Nam
ěř
enou hodnotu redox potenciálu testovaného média (roztoku) m
ů
žete na displeji p
ř
ístroje
ode
č
íst p
ř
ímo v milivoltech „mV“ (po zvolení této jednotky m
ěř
ení) nebo v jednotce „mV
H
“, což
znamená jednotku p
ř
epo
č
ítanou a vztaženou k „normální (standardní) vodíkové elektrod
ě
“ (viz
kapitola „9. Volba režim
ů
m
ěř
ení“).
11.2 Vysv
ě
tlení pojmu redox potenciál (oxida
č
n
ě
reduk
č
ní potenciál)
Tento potenciál se m
ěř
í
č
asto v plaveckých bazénech, kde se používá k desinfekci vody chlór. Pro
majitele akvárií s rybi
č
kami a s jinými vodními živo
č
ichy se jedná o d
ů
ležitý parametr, který
poukazuje na to, zda v mohou v použité vod
ě
v
ů
bec žít vodní živo
č
ichové. Krom
ě
toho se používá
m
ěř
ení tohoto potenciálu též v úpravnách pitné vody, ke kontrole užitkové vody a v pr
ů
myslu
Nap
ě
tí (potenciál) redox (též ORP = oxida
č
n
ě
reduk
č
ní potenciál) vypovídá o tom, jak siln
ě
reduk
č
ní, respektive oxida
č
ní je testovaný roztok (voda). Záporná hodnota tohoto nap
ě
tí
(potenciálu) znamená, že je oproti normální vodíkové elektrod
ě
roztok reduk
č
ní. Kladná hodnota
tohoto nap
ě
tí poukazuje na to, že roztok p
ů
sobí oxida
č
n
ě
. Nap
ě
tí (potenciál) redox vyjad
ř
uje
v milivoltech (mV) reduk
č
ní stav systému a znamená nap
ě
tí mezi standardní vodíkovou elektrodou
a p
ř
íslušným oxida
č
n
ě
-reduk
č
ním p
ř
echodem.
Reduk
č
n
ě
-oxida
č
ní rovnováha ve vod
ě
se m
ěř
í jako zm
ě
na elektrického nap
ě
tí na m
ěř
icí platinové
elektrod
ě
, která je umíst
ě
na v konstantní vzdálenosti od srovnávací elektrody. Tento jev vypovídá
o stavu reduk
č
ních a oxida
č
ních
č
inidel v roztoku (ve vod
ě
). Redukce p
ř
edstavuje p
ř
íjem elektron
ů
daného prvku, v
ě
tšinou vodíku (kyselé, neutrální nebo zásadité neboli alkalické prost
ř
edí). Naopak
oxidace je projevem p
ř
ítomnosti akceptor
ů
(p
ř
íjemc
ů
) elektron
ů
, v
ě
tšinou kyslíku. Velmi nízký
oxida
č
ní potenciál je nejp
ř
íhodn
ě
jší prost
ř
edí pro obratlovce, tedy i ryby a ostatní živo
č
ichy
p
ř
ijímající kyslík z okolí (z vody).
Pro m
ěř
ení redox nap
ě
tí (potenciálu) se používají r
ů
zné elektrochemické m
ěř
icí systémy. Toto
m
ěř
ení se provádí s takzvanou redox elektrodou (ORP). Tato elektroda je sestavena z jedné
m
ěř
icí a z jedné vztažné (referen
č
ní) elektrody. M
ěř
ící funkci zde namísto sklen
ě
né membrány
p
ř
ebírá kovová platina. Sklon rozpušt
ě
ných iont
ů
v roztoku odevzdávat anebo p
ř
ebírat elektrony
ur
č
uje potenciál (nap
ě
tí) platiny. Dnes b
ě
žn
ě
používané redox elektrody obsahují místo normální
vodíkové elektrody (UH) referen
č
ní systém st
ř
íbro/chlorid st
ř
íbrný (UAg/AgCl).
14
12. M
ěř
ení rH hodnoty
12.1 Vysv
ě
tlení pojmu rH hodnota
rH hodnota znamená vypo
č
ítanou hodnotu z pH hodnoty a z hodnoty nam
ěř
eného redox
potenciálu. Tato hodnota se používá nap
ř
íklad k popisu antioxida
č
ní charakteristiky potravin.
V tomto p
ř
ípad
ě
znamená tato hodnota schopnost testovaných potravin redukovat škodlivé volné
radikály (Bioelektronika podle prof. Vincenta).
Podrobný popis pojmu rH hodnota:
rH hodnota popisuje závislost radox potenciálu na pH hodnot
rH hodnota popisuje závislost radox potenciálu na pH hodnot
ě
: P
ř
i teplot
ě
„T = 293 K“ (0 °C) se
vypo
č
ítává hodnota redox potenciálu podle následující Nersntovy rovnice:
E
N
= E
0
+ 0,058/n ln(a
ox
) nebo
E
N
= E
0
+ 0,058/n ln(a
red
)
E
0
= normální potenciál
n = po
č
et elektron
ů
, které se zú
č
ast
ň
ují reakce
a
ox
= aktivita ú
č
inných látek, které zp
ů
sobují oxidaci (okysli
č
ení)
a
red
= aktivita ú
č
inných látek, které zp
ů
sobují redukci (odkysli
č
ení, dezoxidaci)
Stupnice „rH“ je rozd
ě
lena do 42 hodnot od „rH 0“ až po „“rH 42“. Hodnota „rH 42“ se vyskytuje
v podmínkách se silnou oxidací (v roztocích se silnými okysli
č
ovadly, nap
ř
íklad v roztocích
chlore
č
nanu draselného KClO
3
). Hodnota „rH 0“ se vyskytuje v podmínkách se silnou dezoxidací
(redukcí), nap
ř
íklad u vodíkových platinových elektrod. U hodnot „rH 27,7“ je hodnota parciálního
tlaku vodíku a kyslíku stejná.
Tento m
ěř
ící p
ř
ístroj je dimenzován k zobrazení maximální hodnoty „rH 70“.
12.2 Zjišt
ě
ní (zm
ěř
ení) rH hodnoty
Toto m
ů
žete provést dv
ě
ma následujícími zp
ů
soby:
1.
Ru
č
ní zadání pH hodnoty a teploty:
Pokud znáte pH hodnotu testovaného média (roztoku) a jeho teplotu, m
ů
žete tyto hodnoty
zadat k výpo
č
tu rH hodnoty do m
ěř
ícího p
ř
ístroje ru
č
n
ě
následujícím zp
ů
sobem: Stiskn
ě
te
na p
ř
ístroji krátce tla
č
ítko „menu“ a poté zadejte postupným tisknutím tla
č
ítka „max“
(zvýšení hodnoty) nebo postupným tisknutím tla
č
ítka „min“ (snížení hodnoty) teplotu
testovaného média (roztoku). Po dalším krátkém stisknutí tla
č
ítka „menu“ m
ů
žete stejným
zp
ů
sobem zadat pH hodnotu testovaného média (roztoku).
Potvr
ď
te tato zadání stisknutím tla
č
ítka „store“.
2.
Automatické p
ř
evzetí pH hodnoty s použitím pH elektrody (vypnutý záznamník):
Pono
ř
te do testovaného média (roztoku) pH elektrodu, redox elektrodu a
č
idlo k m
ěř
ení
teploty (pokud použijete kombinovanou pH elektrodu s teplom
ě
rem „GE 117 BNC“, pak
nemusíte použít
č
idlo k m
ěř
ení teploty).
a)
P
ř
ipojte k m
ěř
ícímu p
ř
ístroji pH elektrodu a
č
idlo k m
ěř
ení teploty (GTF 55 B).
P
ř
epn
ě
te p
ř
ístroj do režimu m
ěř
ení pH hodnoty a zm
ěř
te tuto hodnotu zamícháním
elektrody v testovaném roztoku. Po zm
ěř
ení pH hodnoty uložte tuto hodnotu do vnit
ř
ní
pam
ě
ti m
ěř
ícího p
ř
ístroje stisknutím tla
č
ítka „store“. M
ěř
ící p
ř
ístroj zatím nevypínejte.
Pokud byste toto provedli, museli byste pH hodnotu zadat ru
č
n
ě
.
b)
Odpojte od p
ř
ístroje pH elektrodu a p
ř
ipojte k n
ě
mu redox elektrodu (GE 105 BNC).
P
ř
epn
ě
te p
ř
ístroj do režimu m
ěř
ení rH hodnoty (viz kapitola „9. Volba režim
ů
m
ěř
ení“) a zm
ěř
te tuto hodnotu zamícháním elektrody v testovaném roztoku.
V hlavním segmentu displeje se zobrazí nam
ěř
ená (vypo
č
ítaná) rH hodnota, ve
vedlejším segmentu displeje se bude st
ř
ídav
ě
zobrazovat nam
ěř
ená hodnota teploty a
pH hodnota testovaného roztoku.