pH 버퍼를 이용한 교정은?
버퍼용액(완충용액)은 소량의 오염물질에 대해서 일정한 pH를 유지하도록 만들어진 기준용액이다.
대개는 최소한 3가지 용액을 이용하며 영점과 감응기울기를 구하고 이를 토대로 샘플의 온도와 전위값으로부터 pH 값을 얻어낸다.
감응기울기와 영점은 교정을 통해서 얻어지고 기울기의 크기로 전극의 상태를 짐작할 수 있으며, 영점을 통해서 기준전극의 오염 또는 비대칭전위를 예측할수 있다.
| pH 센서의 임피던스 측정은? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 센서의 오염과 세척 방법은? (0) | 2022.09.16 |
| 액간접촉전위 (Liquid junction potential) ? (0) | 2022.09.16 |
| pH Junction의 막힘현상은? (0) | 2022.09.16 |
pH 센서의 오염과 세척 방법은?
용해되지 않은 고체들과 측정용액에 의해서 pH 센서가 코팅이되면 감응시간이 현저히 증가되거나 기준전극의 액간접촉면을 막을 수 있다.
오염물질이 전극표면에 부착되면 수동 혹은 자동으로 세척을 해야만 한다. 수동으로 세척할 때 효과적인 세척액을 사용하는 것이 좋다.
알칼리물질들은 약산(5% HCl 혹은 식초)으로 제거가능하고 산성물질들은 1% 가성소다와 같은 물질로 제거가능하다.
기름성분과 같은 유기물질은 세제를 이용하면되고 매우 단단히 붙어있는 이물질의 경우에는 용매를 사용해야한다.
용매는 전극에 피해가 없는 것으로 신중히 선택해야 한다.
모든경우에 대해서 세척용액이 액간접촉면으로 들어가는 것을 최소화하기 위해서 처리시간은 짧은 것이 좋다.
액간접촉면으로 들어간 세척액은 액간접촉전위를 발생하게되고 junction을 통해 다시 밖으로 빠져나올때까지 남이있게된다.
자동세척을 하게되면 공정상에서 빠르게 오염되는 전극의 유지관리가 용이해진다.
| pH 버퍼 교정의 오차는? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 버퍼를 이용한 교정은? (0) | 2022.09.16 |
| 액간접촉전위 (Liquid junction potential) ? (0) | 2022.09.16 |
| pH Junction의 막힘현상은? (0) | 2022.09.16 |
| pH 기준전극의 오염이란? (0) | 2022.09.16 |
액간접촉전위 (Liquid junction potential) ?
KCl 용액은 Ag+ 이온의 용해도를 증가시킬 뿐만아니라 K+ 이온과 Cl- 이온의 이동도가 비슷하기 때문에 내부용액으로 많이 사용한다.
기준전극의 액간접촉면을 통해 확산될때 양이온과 음이온은 함께 이동하기 때문에 junction의 어떤 위치에서든 전기적으로 중성을 유지하게 된다.
그러나 양이온과 음이온의 속도차이가 있는 용액의 경우 전하불균형이 초래되어 액간접촉전위가 발생하게 된다.
액간접촉전위의 크기는 용액의 조성, 농도, 그리고 junction의 설계방법에의해 결정된다.
이 전위는 pH 전극과 기준전극사이에 발생되는 전위차에 더해져 pH 측정값에 영향을 끼친다.
| pH 버퍼를 이용한 교정은? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 내부 기준전극이란? (0) | 2022.09.16 |
pH Junction의 막힘현상은?
기준전극과 pH 전극사이의 전기적 연결을 유지해 주기 위해서는 내부용액의 확산이 원활이 이루어져야 한다.
어떠한 경우에는 Ag+ 이온과 침전을 형성해서 junction을 막을 수 있다. (특히 S2- 이온) Ag+, Pb2+, Hg2+와 같은 금속이온은 Cl- 이온과 난용성의 염을
형성하여 junction위에 침전을 만든다. Junction 부근에서 이온의 이동이 있을때 pH 측정값이 안정되지 않을 수 있다.
이런 경우 junction이 두개인 전극에서 바깥쪽의 내부용액을 KNO3 용액으로 사용하면 이러한 현상을 줄여줄 수 있다.
| pH 센서의 오염과 세척 방법은? (0) | 2022.09.16 |
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pH 기준전극의 오염이란?
기준전극의 오염은 Ag/AgCl이 물리화학적으로 영향을 받아 변화하는데 원인이있다.
이러한 현상을 일으키는 이온종은 대개 Ag+이온과 결합하여 AgCl보다 용해도가 낮은 물질이 된다. Br-, I-, S2-등이 여기에 속한다.
이러한 이온들이 내부용액으로 들어가게 되면 내부용액의 Ag+ 이온과 결합하여 난용성의 침전을 만든다.
침전이 만들어지면서 Ag+ 이온이 소모되면 AgCl이 용해되어 Ag+ 이온이 다시 만들어지기 때문에 초기에는 기준전극 전위에 변화가없다.
그러나 AgCl이 모두 용해되면 전위값이 크게 변하게 되므로 이때는 반드시 기준전극을 교환해 주어야 한다.
중아황산염(bisulfite) 혹은 NH3와 같은 물질은 Ag+ 이온을 Ag 금속으로 환원시키거나 Ag+ 이온과 착물을 이루어 기준전극을 손상시킬 수 있다.
액간접촉면(junction)을 많이 도입하면 이러한 현상이 일어나는 속도를 줄일 수 있다.
내부용액을 겔상태의 것을 사용하면 대류(convection)현상에 의한 오염을 막을 수 있다.
| 액간접촉전위 (Liquid junction potential) ? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 전극의 수명을 단축시키는 물질은? (0) | 2022.09.16 |
pH 내부 기준전극이란?
pH 측정에 사용되는 일반적인 기준전극은 KCl 용액에 AgCl이 코팅된 Ag wire로 구성된다.
KCl 용액은 Ag+ 이온의 농도를 재현성있게 유지해주어 Ag/AgCl 표면에서 재현성있는 전위차를 갖게한다.
기준전극이 재현성있는 전위값을 갖게하려면 pH 전극과 용액을 통해서 전기적으로 연결되어 있으며 내부용액이 오염되지 않아야한다.
다공성의 세라믹의 액간접촉면을 통해 내부용액이 빠져나오게 되며 이과정을 통해 pH 전극과 기준전극이 전기적으로 연결된다.
| pH Junction의 막힘현상은? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 나트륨 오차는? (0) | 2022.09.16 |
pH 불산의 영향은?
불산은 pH 전극을 녹이는 성질을 갖고 있다. 그러나 어느정도 불산에 내성을 갖도록 만들어진 pH 유리전극도 있다.
F-이온은 영향이 없고 HF만이 유리를 녹인다. 불산은 약산이다. 따라서 pH가 높은 경우에는 용액내에 상대적으로 F- 이온이 많아지고 pH 전극은 해를 받지
않는다. 그러나 용액의 pH 값이 작아지면 F- 이온은 H+ 이온과 결합하여 불산(HF)이 되어 전극을 손상시킨다.
| pH 기준전극의 오염이란? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 전극의 수명을 단축시키는 물질은? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 센서에 미치는 온도의 영향은? (0) | 2022.09.16 |
pH 전극의 수명을 단축시키는 물질은?
고농도의 OH- 이온은 pH 전극의 수명을 단축시킨다.
pH 14 (4% 가성소다) 이상의 용액은 pH 전극을 수시간내에 사용불가능하게 만들 수 있다.
이러한 현상은 유리멤브레인을 쓰는 전극의 겨우 근본적인 해결 방법이 없으며, 가능한 이와같은 조건에서 사용을 피하고 전도도법을 대체하여 사용하는 것이 좋다
| pH 내부 기준전극이란? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 나트륨 오차는? (0) | 2022.09.16 |
| pH 센서에 미치는 온도의 영향은? (0) | 2022.09.16 |
| Process effects on the Glass pH electrode ? (0) | 2022.09.16 |
pH 나트륨 오차는?
좀더 정확하게는 알칼리이온오차라하며 pH가 높아지면서 나트륨이온에 비해서 H+이온의 농도가 매우 작아져 생기는 오차이다.
즉, 나트륨이온이 많아지면서 전극이 나트륨이온에 감응을 하게되어 실제 pH 값보다 낮은 결과가 나타난다.
높은 pH를 정확히 측정하기 위해서는 pH 전극의 상위한계를 확인해야 하고 특별히 제작된 전극을 사용해야 한다.
나트륨, 리튬이온에 의한 오차에 비해 서 칼륨이온에 의한 영향은 무시할만하다.
| pH 불산의 영향은? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 전극의 수명을 단축시키는 물질은? (0) | 2022.09.16 |
| pH 센서에 미치는 온도의 영향은? (0) | 2022.09.16 |
| Process effects on the Glass pH electrode ? (0) | 2022.09.16 |
| 혼합용매에서의 pH측정은? (0) | 2022.09.16 |
pH 센서에 미치는 온도의 영향은?
pH 전극의 millivolt 출력 변화뿐만 아니라 온도의 상승도 전극의 수명단축을 가속화한다.
극도로 높거나 낮은 온도에서 내부용액이 얼게되거나 끓게 되면 센서부위에 금이 가거나 깨질수도 있다.
온도가 높아지면 pH 전극의 내부와 외부에서 각기다른 영향을 받아 비대칭전위가 생기고 이로인해 등전위점이 이동하게되어 온도보상에 문제가 생긴다.
| pH 전극의 수명을 단축시키는 물질은? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 나트륨 오차는? (0) | 2022.09.16 |
| Process effects on the Glass pH electrode ? (0) | 2022.09.16 |
| 혼합용매에서의 pH측정은? (0) | 2022.09.16 |
| 온도에 따른 용액의 pH 변화는? (0) | 2022.09.16 |
Process effects on the Glass pH electrode ?
pH 전극(유리재질)은 불활성의 유리관에 반구형, 둥근모양, 평평한 모양등으로 pH에 선택성이 있는 유리를 불어넣어 만든다.
내부에는 용액을 채우면 샘플과 닿는 바깥쪽 유리표면에서 전위차가 발생한다.
이론적으로 pH 전극의 감응기울기는 -59.16mV/pH이지만 실제로는 -57 ~ -58mV/pH 정도이고 시간이 지나면서 감응기울기는 작아진다.
| pH 나트륨 오차는? (0) | 2022.09.16 |
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| pH 센서에 미치는 온도의 영향은? (0) | 2022.09.16 |
| 혼합용매에서의 pH측정은? (0) | 2022.09.16 |
| 온도에 따른 용액의 pH 변화는? (0) | 2022.09.16 |
| 수용액에서의 강산과 강알카리 용액의 pH 측정은? (0) | 2022.09.16 |
혼합용매에서의 pH측정은?
전통적인 pH측정기와 전극은 수용액의 pH를 측정하도록 설계되었다. 상당량의 비수용액 용매가 존재하면 pH전극과 기준전극에 영향을 줄 뿐만 아니라 H+
이온자체의 활동도에 영향을 미치기 때문에 pH 값이 예상범위에서 벗어나게 될 것이다.
예로 다음과 같은 혼합용매의 경우를 살펴보자
1)물과 섞이는 용매의 경우 pH 값의 변화를 가져오는데 이때 용매의 농도가 15%이상이 되면 pH 전극이 마르게 되기 때문에 주기적으로 센서를 물로 적셔 주어야 한다.
2)물과 섞이지 않는 용매의 경우 대부분의 H+ 이온이 물쪽으로 이동한다. 따라서 물과 용매의 층이 분리되면 물층에서 pH를 측정한다.
3)완전한 비수용액에서 측정할 경우에는 주기적으로 pH 전극을 물로 적셔주어야 하고, 특별히 제작된 기준전극 및 전해액을 사용하여야 한다.
위의 모든 경우에 대하여 혼합용매에서 pH를 측정하고자 할때는 실험실에서 연구가 되어야하고 샘플에서 장기간 실험이 되어야한다.
| pH 센서에 미치는 온도의 영향은? (0) | 2022.09.16 |
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| Process effects on the Glass pH electrode ? (0) | 2022.09.16 |
| 온도에 따른 용액의 pH 변화는? (0) | 2022.09.16 |
| 수용액에서의 강산과 강알카리 용액의 pH 측정은? (0) | 2022.09.16 |
| pH 측정기 온도 측정이 필요한 이유는? (0) | 2022.09.16 |
온도에 따른 용액의 pH 변화는?
약산과 염기 그리고 물자체의 해리(dissociation)가 온도에 영향을 받기 때문에 용액의 pH값은 온도에 따라 변할 수 있다.
실제로 pH 7 이상의 모든 용액은 어느정도 온도 의존성을 보인다. 용액의 조성과 온도에 따라 각각 다르게 영향을 받는다.
이 때문에 종종 실험실과 온라인 측정에서 서로다른 결과가 나타나기도 한다.
일반적으로 pH 측정장비는 온도변화에 따른 전극의 millivolt값 변화와 용액의 pH 변화를 동시에 고려하여 온도보상을 한다.
| Process effects on the Glass pH electrode ? (0) | 2022.09.16 |
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| 혼합용매에서의 pH측정은? (0) | 2022.09.16 |
| 수용액에서의 강산과 강알카리 용액의 pH 측정은? (0) | 2022.09.16 |
| pH 측정기 온도 측정이 필요한 이유는? (0) | 2022.09.16 |
| pH 측정은 어떻게 하나요? (0) | 2022.09.16 |
수용액에서의 강산과 강알카리 용액의 pH 측정은?
실제적인 pH 측정범위가 0 ~ 14로 되어있지만 측정범위 양쪽 끝 부분에서는 종종 전도도도를 측정하는 것이 유리할 때가 있다.
pH 1.0이하에서 유리재질의 pH전극은 산성오차 (acid error)를 일으킬 수 있고, 센서의 수명에도 영향을 줄 수 있다.
이러한 pH 범위를 갖는 용액은 다른 전해질 용액과 비교하면 매우 큰 전도도값을 갖게 될것이고, %농도에 근접한 농도를 갖게 될 것이다.
이런 경우 pH측정 보다 toroidal conductivity법을 이용하여 측정을 하면 보다 정확한 산의 농도(무게비)를 구할 수 있다.
염기도가 매우 높은 용액에서는 유리 pH 전극이 빠르게 망가지기 때문에 pH 13.0이상에서는 전도도법으로 측정하는 것을 생각해 보아야한다.
| 혼합용매에서의 pH측정은? (0) | 2022.09.16 |
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| 온도에 따른 용액의 pH 변화는? (0) | 2022.09.16 |
| pH 측정기 온도 측정이 필요한 이유는? (0) | 2022.09.16 |
| pH 측정은 어떻게 하나요? (0) | 2022.09.16 |
| pH는 무엇인가요? (0) | 2022.09.16 |
pH 측정기 온도 측정이 필요한 이유는?
pH 전극과 기준전극 사이에서 발생하는 millivolt 신호는 온도에 영향을 받는다.
그러나 온도변화에 무관하게 일정한 전위값을 나타내는 등전위점 (isopotential point)을 갖는다.
등전위점은 종종 pH 7.0에서 0mV로 설계된다.
등전위점을 이용하면 어떤 온도에서 측정을 해도 기준온도(25℃)에서의 값으로 보상을 할 수 있다.
| 온도에 따른 용액의 pH 변화는? (0) | 2022.09.16 |
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| 수용액에서의 강산과 강알카리 용액의 pH 측정은? (0) | 2022.09.16 |
| pH 측정은 어떻게 하나요? (0) | 2022.09.16 |
| pH는 무엇인가요? (0) | 2022.09.16 |
| pH 표준용액의 제조 및 pH 표준액의 온도보정? (0) | 2022.09.16 |