принцип работы pH-метра с буферным раствором

[amandra]

Во-первых, замечу, что в двух ур-ях коэффициенты D будут иметь разные значения

по-моему, это не так принципиально, так как все это невилируется движением среды, не так ли?
перемешивание за счет турбулентных потоков гораздо сильнее, чем диффузия (хотя уравнения запсаны для ламинарного течения жидкости)

[arkansas]

перемешивание за счет турбулентных потоков гораздо сильнее, чем диффузия (хотя уравнения запсаны для ламинарного течения жидкости)

Согласен, но в этом случае модель в принципе неверна, и нужно вводить уравнение турбулентной диффузии. Если же оставить ламинарный режим, то диффузионный член можно выбросить из системы со спокойной совестью. Хотя если реакция до рН-метра не закончилась, диффузия в радиальном направлении будет играть существенную роль

[amandra]

согласен, тогда сильно все усложняется
а при моделировании берется маленький коэфф диффузии, иначе уравнение без диффузии нельзя численно промоделировать...
то что пренебрегаем турбулентными потоками - нормально
для меня главное химию всю учесть(

[arkansas]

Ну вот. Если моделировать реакцию с известковой водой, то химия учтена вся. Какие тут еще проблемы?

[amandra]

тогда неверно pH определяется....

[arkansas]

А количества реагентов в модели и эксперименте одинаковы? Если нет, то в чем неверность определения рН?
И не забудьте, как указывали выше, что в кислой области рН=-lg 2*[C(H₂SO₄)-C(Ca(OH)₂)], а в
щелочной рН=-lg K_w+lg 2*[C(Ca(OH)₂)-C(H₂SO₄)] ,
где K_w - константа автопротолиза воды

[amandra]

1

[amandra]

а чем отличается известковая вода, от извескового молока?

[amandra]

А количества реагентов в модели и эксперименте одинаковы?

одинаковы
вернемся к pH
по кислоте рН=-lg 2*[C(H2SO4)-C(Ca(OH)2)]
по щелочной рН=-lg Kw+lg 2*[C(Ca(OH)2)-C(H2SO4)]
можно ли говорить, что pH метр так же вычисляет pH?

[eukar]

а чем отличается известковая вода, от извескового молока?

Известковая вода - раствор, известковое молоко - взвесь (гетерогенная система).

[arkansas]

по кислоте рН=-lg 2*[C(H2SO4)-C(Ca(OH)2)]
по щелочной рН=-lg Kw+lg 2*[C(Ca(OH)2)-C(H2SO4)]
можно ли говорить, что pH метр так же вычисляет pH?

Можно, если среда не слишком кислая, не слишком щелочная и рН-метр грамотно откалиброван Ну, и эффекты инерционности, само собой

[amandra]

Можно, если среда не слишком кислая, не слишком щелочная

pH колеблиться от 2 до 8,5, больше уже низя

[arkansas]

При рН 2 расхождение между концентрацией Н⁺ и активностью может быть несколько процентов. А в остальном сойдет

[amandra]

а чем отличается известковая вода, от извескового молока?

Известковая вода - раствор, известковое молоко - взвесь (гетерогенная система).

чем отличается нейтрализация кислоты известковым молоком и известковой водой?

[ИСН]

amandra, Вы уже не один десяток сообщений намагаетесь получить простую математическую модель для ситуации, у которой нет простой модели. Это не я придумал, это, извините, мир у нас вот такой. Так-то, конечно, химик-говновар хотел бы квантовыми расчётами узнать, что у него получится, а потом уже варить. Так и физхимик хотел бы, зная парный потенциал взаимодействия, рассчитать термодинамику какой-нибудь сильно многочастичной системы (типа жидкости). Так и инженегр минус конструктор хотел бы обсчитать в деталях обтекание крыла в турбулентном потоке, а потом уж идти в цех к гегемонам и клепать. А ХРЕН ТАМ. "Предел, его же не прейдеши".

[amandra]

намагаетесь получить простую математическую модель для ситуации, у которой нет простой модели. [/i]

ценю Ваше мнение, но лучше бы подсказали, что читать и куда смотреть

[arkansas]

amandra, если нужна кинетика гетерогенного процесса, то Вам же уже давно было предложено решать систему 3 дифуров (если уж так замечательно подходит модель с ламинарным режимом, как Вы пишете). Не думаю, что предпосылки, заложенные в третье уравнение, сильно ошибочны. Но в любом случае нужно смотреть статьи по кинетике этого или аналогичных процессов, искать необходимые коэффициенты либо альтернативные уравнения.
А это - только в Ваших руках. Специалистов по кинетике реакции взвешенного гидроксида кальция (магния, стронция) с раствором серной (фосфорной, сернистой, угольной) кислоты на этом форуме, очевидно, Вы не встретите. По крайней мере, на данный момент.
Если с хим.кинетикой не дружите, советую прочитать пару-тройку первых глав из Эмануэля, Кнорре "Курс химической кинетики"

[amandra]

1) если стеклянный электрод измеряет активность ионов водорода, то как протекает механизм измерения для щелочной среды?
2) в основу руботы pH-метра положено уравнение Нернста: E=E₀+klg(fc), где с-концентрация, f-коэффициент активности. для определения коэффициента активности используются разные выражения, одно из них уравнение Дэвиса -lg(f_i)=A*z_i²*(I^0.5(1+I^0.5)+0.3*I), где A-зависит от температуры и диэлектрической проницаемости, I=0.5СУММА(с_i*z_i²), где c_i и z_i - соответственно молярная концентрация и заряд i-ого сорта ионов,а суммирование проводится по ионам всем сортов, присутствующим в растворе. тут возникает ряд вопросов:
как оценить параметр A?
что имеется в виду под "все сорты ионов"?
PS: стоит отметить, что я ошибся...кислота нейтрализуется известковой водой

[antabu]

По поводу измерения есть книжка "Определение рН". Автор - Бейтс, правда, в Инете для скачивания не найдена.

[MONSTA]

1) если стеклянный электрод измеряет активность ионов водорода, то как протекает механизм измерения для щелочной среды?
2) в основу руботы pH-метра положено уравнение Нернста: E=E₀+klg(fc), где с-концентрация, f-коэффициент активности. для определения коэффициента активности используются разные выражения, одно из них уравнение Дэвиса -lg(f_i)=A*z_i²*(I^0.5(1+I^0.5)+0.3*I), где A-зависит от температуры и диэлектрической проницаемости, I=0.5СУММА(с_i*z_i²), где c_i и z_i - соответственно молярная концентрация и заряд i-ого сорта ионов,а суммирование проводится по ионам всем сортов, присутствующим в растворе. тут возникает ряд вопросов:
как оценить параметр A?
что имеется в виду под "все сорты ионов"?
PS: стоит отметить, что я ошибся...кислота нейтрализуется известковой водой

Уравнение Нернста для стеклянного электрода, записанное в таком виде - это упрощение. Более правильным было бы уравнение Никольского, учитывающее процессы ионного обмена в стекле (т.е. что ионы водорода там обмениваются на ионы натрия). И если этих ионов натрия много, а ионов водорода мало (среда щелочная), то возникает так называемая щелочная ошибка. Но если рН доходит до 8.5 и все, то щелочной ошибки еще не должно быть. Так что это пока что из области придирок.

А вот хитроумные расчеты коэффициентов активности ионов водорода... Дадут ли они то, что предполагалось? Проблема в том, что равенство рН = -lg(a_H+), строго говоря, неверно. Шкала рН была создана очень давно, в те времена, когда исследователи не слишком задумывались о влиянии на результаты их измерений диффузионного потенциала (между раствором электрода сравнения и рабочим раствором). Это сейчас в любой приличной книжке по рН-метрии написано, что диффузионный потенциал не позволяет проводить точные измерения рН уже примерно при рН 2, а шкалу-то калибровали, фактически, по гораздо более кислым растворам - с активностью кислоты, равной 1. Это потом были подобраны некие удобные для калибровки буферные растворы, и на основе измерений в сильнокислых растворах им были приписаны определенные значения рН. Потом обнаружилось, что диффузионный потенциал тут изрядно напакостил, но эти приписанные буферам значения рН так и остались в ходу. Так что на сегодняшний день наиболее правильное определение рН - это гостируемая величина, значение которой для определенных буферных растворов закреплено в госстандарте. И без всякого прямого упоминания активности ионов водорода. Аналитики уже давно атакуют ИЮПАК с целью добиться пересмотра шкалы рН, чтобы она более адекватно отражала активность (через нее - концентрацию) ионов водорода, но их пока никто не слушает.

Так что с точки зрения правильности результатов еще не известно, что хуже: полагать концентрацию ионов водорода равной 10_рН, или считать с учетом коэффициентов активности. При практической необходимости определять концентрацию ионов водорода из рН обычно строят калибровочный график, справедливый для данной концентрации фонового электролита (что считать таковым при нейтрализации ивестковой водой, сказать затрудняюсь).