Você sabe como usar um medidor de pH corretamente? O medidor de pH pode ser o equipamento menos compreendido e mais utilizado no laboratório.
Por que tanto descaso?
Provavelmente porque o medidor de pH é um agente secreto da química – e apenas um raro biólogo gosta de química.
Um medidor de pH negligenciado significa experimentos menos confiáveis, baixa reprodutibilidade e perda de tempo.
Vamos, então, superar nossos preconceitos e aprender como usar um medidor de pH em 4 passos simples. Também aprenderemos um pouco sobre o design e a função dos medidores de pH.
Como funciona um medidor de pH?
Só podemos fazer um trabalho incompleto de cuidar qualquer equipamento, a menos que entendamos como funciona. Então, como funciona um medidor de pH?
Eles são complicados, mas você não precisa do conhecimento de um engenheiro para cuidar deles e usá-los. Confira a ilustração abaixo na Figura 1.
Figura 1. Um esquema simples de um medidor de pH. Os íons de hidrogênio (esferas vermelhas) viajam da solução de teste relativamente ácida (caixa azul transparente) para o eletrodo condutor (bastão marrom no lado esquerdo), que é imerso em cloreto de potássio neutro saturado (caixa verde) através de uma membrana permeável ( linha preta tracejada). O acúmulo de íons hidrogênio no eletrodo condutor cria uma diferença de potencial entre ele e o eletrodo de referência (bastão preto no lado direito). A diferença de potencial é convertida em uma leitura de pH através da equação de Nernst. (Crédito da imagem: Thomas Warwick.)
Resumindo, a sonda de vidro do medidor de pH contém dois eletrodos:
Um eletrodo de referência.
Um eletrodo condutor.
O eletrodo de referência nunca entra em contato com nossas soluções de teste (a menos que o medidor de pH seja do tipo de junção única – veja mais adiante). Possui um potencial elétrico estável e constante.
O eletrodo condutor é geralmente imerso em cloreto de potássio saturado (3M). Isto faz entra em contato com nossas soluções de teste através de uma membrana porosa na qual está alojado.
Mais dois pontos cruciais:
A solução de cloreto de potássio é condutora e tem pH neutro (7,0).
A membrana porosa é seletiva para íons de hidrogênio.
Quando o eletrodo condutor é mergulhado em nossa solução de teste, a troca iônica ocorre através da membrana porosa.
Isto é, porque a nossa solução de teste e o cloreto de potássio saturado têm um pH diferente, e porque a membrana porosa permite a passagem de iões de hidrogénio através dela, os iões de hidrogénio movem-se para ou a partir da solução de teste até que o equilíbrio seja alcançado.
Esse acúmulo ou liberação de íons hidrogênio do eletrodo condutor altera seu potencial químico.
O potencial químico do eletrodo condutor é medido e comparado com o potencial químico do eletrodo de referência.
A diferença de potencial químico entre os dois eletrodos é chamada de diferença de potencial.
E a diferença de potencial pode ser convertida em pH usando o Equação de Nernst. (Graças a Deus não precisamos fazer isso!)
Eu te disse – coisas complicadas!
Então, vamos ver como usar um medidor de pH.
4 etapas para usar um medidor de pH
1. Cuide da sonda do medidor de pH
A sonda do medidor de pH nunca deve secar.
Se a sonda secar, ela quebrará ou pelo menos deixará de ser confiável. Certa vez, tive uma série de fracassos transformações de levedura porque o medidor de pH estava errado em 0,2. Ai!
Você pode recarregar a sonda do medidor de pH com cloreto de potássio saturado. Mas certifique-se de confirmar se o medidor de pH ainda funciona medindo o pH de várias soluções de referência cujo pH você conhece.
Para evitar que a solução dentro da sonda vaze e/ou evapore, a sonda deve ser armazenada em uma solução de cloreto de potássio (KCl) 3M.
Deveria não ser armazenado em H2O, e especialmente H não destilado2Ah, porque nós precisar a solução condutora de KCl. Dialisar tudo não é bom.
Base Tris e proteínas podem reduzir a vida útil do seu medidor de pH
As versões de junção dupla são projetadas de forma que nossa solução de teste nunca entre em contato com a solução na qual o eletrodo de referência está imerso.
Fato importante: a solução na qual o eletrodo de referência está imerso é cloreto de prata (AgCl), não KCl.
Para versões de junção única, este não é o caso. Nossa solução de teste entrará em contato com AgCl.
Figura 2. Soluções de calibração de medidores de pH codificadas por cores em pH 4,0, 7,0 e 10 (da esquerda para a direita). A calibração é parte integrante de como usar um medidor de pH corretamente. (Crédito da imagem: Thomas Warwick.)
Calibre o medidor de pH com pelo menos duas soluções diferentes abrangendo o pH closing desejado de suas soluções. Melhor ainda, calibre-o com todos os três!
3. Como usar um medidor de pH corretamente
Como a sonda deve estar sempre molhada, ao pHizar uma solução você tem duas opções:
Mantenha a sonda submersa na solução durante a medição do pH.
Retire a sonda, lave-a em água desionizada, seque-a com papel, coloque-a na solução de armazenamento e lave-a novamente antes de colocá-la novamente na solução.
A primeira escolha está bem.
Mas.
Deve-se ter cuidado ao usar um agitador magnético para não quebrar a sonda. Um estudante de medicina em nosso laboratório quebrou uma sonda em pedaços durante o primeiro dia. Não é um começo auspicioso.
4. Cuidado! A Físico-Química Existe
Sempre pH suas soluções na temperatura em que você pretende usá-los.
Por que isso?
Porque o pH depende da temperatura. Além disso, diluir ácidos fortes em água é (geralmente) consideravelmente exotérmico. Sua solução geralmente aquece alguns graus. Isso mudará seu pH.
E o que eu acabei de dizer? O pH depende da temperatura.
Assim, quando a solução de teste esfriar, ela terá um pH diferente daquele que você mediu. Portanto, seja paciente e deixe-o esfriar (ou resfrie-o ativamente com um pouco de gelo) antes de rabiscar o valor do pH no tubo Falcon.
Tente não usar ácidos concentrados para pH suas soluções – eles tendem a alterar repentinamente o pH da maioria das soluções. Tão de repente que você pode ultrapassar facilmente.
E todos nós adoramos começar de novo quando já estamos suando luvas de látex e só quero ir para casa.
Sempre adicione ácido diluído à solução de teste e não o contrário. A diluição de ácidos é fortemente exotérmica como já mencionado. Diluir o ácido em sua solução à base de água, que está presente em grande excesso, significa que há bastante água para absorver o calor liberado.
Adicionar gotas de água a um ácido forte pode gerar calor suficiente para ferver a água e borrifá-la sobre você.
(Nota do editor: sempre adicione tudo à água.)
A Física Também Existe
Deixe quantity suficiente para adicionar ácido ou base à sua solução, a menos que queira começar tudo de novo!
Ajuda! O que fazer quando se formam cristais no medidor de pH
Esses cristais são cloreto de potássio e se formam quando a solução de cloreto de potássio evapora.
É uma ocorrência bastante comum, então não entre em pânico. Aqui está o que fazer:
Raspe suavemente quaisquer cristais externos.
Mergulhe a sonda em água morna para dissolver os cristais.
Reabasteça a sonda com 3M KCl.
Verifique o funcionamento da sonda medindo o pH das soluções de calibração.
Pronto, isso não foi tão assustador, foi?
Como usar um medidor de pH em resumo
Esperançosamente, depois de ler este artigo, o funcionamento interno de um medidor de pH seja um pouco menos uma caixa preta para você. E agora você tem muitas dicas e truques sobre como usar um medidor de pH corretamente.
Não há desculpas para deixar tudo ficar crocante agora.
Melhor ainda: agora você está equipado com algum conhecimento prático para pH suas soluções como um profissional!
Gostou do que você leu? Perdi alguns pontos cruciais? Deixe-nos saber nos comentários abaixo. Nós ouvimos!
Publicado originalmente em março de 2013. Revisado e republicado em julho de 2022.
