pH측정/Conductivity 측정

pH측정/Conductivity 측정

 

 

 

pH의 정의

pH = - log10 {수소 이온의 농도}
pH = -log10{수소이온의 activity}= -log10{수소이온의 농도×activity constant}
Activity constant는 이온이 화학반응에 참여하는 정도를 표시한 양으로 묽은 용액처럼 이온수가 적을 경우
1.0이며 이온 농도가 많아지면 1.0보다 작다.

pH 측정방법

- 지 시 약 : 가장 간단한 pH측정법. 유색용액에서 색상 구분불가능
- 수소전극 :백금 표면에 수소 gas를 흡착시켜 이것을 피검액에 담그면 액의 수소 이온 농도에 관련 된 전위가 발생.
  pH측정의 표준
- 안티몬 전극: 불산과 같이 유리 전극을 쓸 수 없는 경우에 제한적으로 사용.
- 유리전극 : 가장 널리 사용되는 방법

pH 측정원리

◇ Nernst Equation U = U0 + (2.303*RT/zi*F) logai = U0 + UN logai ]
◇ 이온 및 온도에 따른 Nernst slope

Temperature t/℃	Nernst slope UN/mV
0 10 20 25 30 38 40 50 60 70 80 90	54.20 56.18 58.17 59.16 60.15 61.74 62.14 64.12 66.10 68.09 70.07 72.06	Temperature dependence of Nernst slop for univalent positive ions (z=1)

 

 

 

pH Calibration

▣pH 표준용액
- pH 4.00 (25℃): Potassium hydrogen phthalate 10.21 g/l
- pH 6.86 (25℃): Potassium dihydrogen phosphate 3.4 g + sodium phosphate 3.55 g/l

▣ 온도에 따른 pH의 변화 (Metrohm Buffer)

buffer t℃	pH 1.00 ±0.02	4.00 ±0.02	4.64 ±0.01	pH 6.98±0.01	pH 7.00 ±0.02	pH 9.00 ±0.02	pH 13.00 ±0.03
10 20 25 30 38 40 50 60 70 80 90	0.99 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.01 1.01 1.01 1.02 1.02	3.99 3.99 4.00 4.00 4.02 4.02 4.04 4.07 4.11 4.15 4.20	4.66 4.65 4.64 4.64 4.65 4.65 4.67 4.69	7.18 7.12 7.07 6.98 6.96	7.06 7.02 7.00 6.99 6.98 6.98 6.97 6.97 6.98 6.99 7.01	9.13 9.04 9.00 8.96 8.91 8.90 8.84 8.78 8.74 8.71 8.68	13.38 13.00 12.81 12.62 12.36 12.30 11.98 11.70 11.45 11.20 10.98

▣ Assymmetric Potential 유리 전극의 내, 외부의 비대칭성으로 나타내는 편차(±30mV이내)

▣ Nernst slop ( = Relative slop) (0.95 ≤S ≤1.03)

pH측정시 유의사항

·pH 보정시 - 온도보정(측정시료의 온도와 동일한 온도로 보정) - buffer series선택
·시료에 따른 적절한 전극 system 선택
·적절한 전극의 세척 및 보관

전도도 측정

Conductivity는 전류를 이동시키기 위해 두 개의 전극사이에 가해진 전기장에서 전해질용액의 이온전달능력 으로서
AC 에 의한 저항값을 측정하여 수치화한 값이다.
◇ Ohm'law
   R=U/I U : 전압 I : 전류
◇ Conductance G = 1/R(siemens =1/ )
◇ Conductinity K = G*Kc
   Kc: cell constant ( L/A cm-1)
   K = A*C / 1000
   A : equivalent conductivity
   C : Equivalent amount of substance conc.
       전도도 단위 : US/cm, S/cm
◇ Cell constant : 전극사이의 거리/전극의 면적 (1/cm)
◇ Temperature Coefficient : 측정온도에서의 전도도를 기준온도의 전도도로 전환시키는 온도 계수 (%/℃)
◇ 용액의 전도도에 영향을 주는 요인 : 용액 중 이온의 양 - 이온의 종류 - 용매의 극성 -온도
◇ 전도도 cell의 선택 전도도가 높을수록 cell constant가 큰 cell을 선택