Acidez da solução

pH

Em muitas aplicações industriais a água é usada em grandes quantidades, para resfriamento, descarga, mistura, como material diluente e solvente, em lavagens e funções como controle de umidade. Em muitas dessas aplicações é importante controlar tanto a acidez como a alcalinidade da solução. A medida da acidez e/ou alcalinidade é chamada pH. A medida real é da concentração de íons hidrogênio e hidroxila. Numa solução neutra como a água pura, o valor da escala pH é 7,00. As soluções ácidas aumentam sua força à medida que o valor de pH decresce de 7,00 a 0,00 e as soluções alcalinas aumentam sua força à medida que o valor do pH aumenta acima de 7,00. Uma variação de 1 pH representa uma decuplicação na concentração. Assim, o pH de uma solução pode ser definido pela equação:

pH=log 1 (9.46)

concentração iônica de hidrogênio em moles/litro

A acidez de uma solução deve-se à presença de íons de hidrogênio, logo, se uma solução de ácido contém 1 g/l de hidrogênio ionizado, tem a mesma força sem levar em conta qual o ácido usado para fazer a solução quando se requer uma reação de neutralização. Os ácidos fortes possuem um alto grau de ionização e os ácidos fracos têm um baixo grau de ionização. O mesmo é válido para soluções com íons de hidroxila e alcalinas. Uma solução neutra com um pH de 7,00 é uma solução na qual há um equilíbrio entre o número de íons de hidrogênio (H+) e íons hidroxila (OH-) presentes no líquido.

Medidores de pH

A necessidade de medidas quantitativas de valores de pH levou ao desenvolvimento de detectores especiais de íons de hidrogênio e circuitos a eles associados chamados medidores de pH. A maioria destes medidores são do tipo potenciométrico, donde se obtém uma leitura elétrica. O sistema básico consiste de uma célula ou eletrodo de medição, uma célula ou eletrodo de referência, um circuito potenciométrico , um amplificador e um medidor de tensão. Este sistema é do tipo leitura direta. Os medidores industriais de pH são geralmente do tipo leitura direta com escalas de pH para indicação visual ou registro. O registro é normalmente empregado em aplicações de processamento contínuo.

Células de Referência

Dois tipos de células ou eletrodos de referência parecem ter maior aplicação: calomelano e cloreto de prata. A célula de calomelano parece ser mais usada que o eletrodo de cloreto de prata. Estes eletrodos devem ser estáveis e são projetados de forma a não variarem com o pH da amostra a ser medida. Estes dois eletrodos de referência são ilimitados quanto a referência de pH e podem ser utilizados co qualquer eletrodo sensível. A vida útil da célula de calomelano pode ser encurtada pelas altas temperaturas.Estas referências operam à pressão atmosférica ou reduzida em sua construção normal. Para aplicações a altas temperaturas, podem-se obter projetos especiais. As unidades de alta pressão estão sujeitas a contaminação das soluções-teste de alta pressão.

Pontes de sal

Em cada uma das células de referência deve-se notar que a conexão elétrica entre a solução na qual a referência é colocada e cloreto de potássio saturado do padrão é feita por meio de uma ponte de sal. Esta é usada de modo a haver um mínimo de diluição da solução da ponte de sal e um mínimo de difusão do cloreto de potássio na solução de sal no cloreto de potássio ou na solução a ser medida.

As pontes de sal devem ser projetadas de modo a fornecer uma pressão positiva entre a solução de sal na ponte e a solução externa a ela, para que o sentido do fluxo se oponha à difusão na ponte.

As pontes de sal devem ter uma barreira no ponto de terminação com a solução externa, como as fibras de asbesto e o capilar. Outras barreiras são terminais de ágar, vidro esmerilhado, cerâmica porosa e vidro recozido. Estas barreiras são usadas de modo a proporcionar elevadas velocidades de fluxo em volumes pequenos para impedir a diluição e a contaminação excessiva das soluções que estão sendo medidas.

Células de Medição

A escolha do eletrodo de medição de pH depende da aplicação. Há quatro tipos que cobrem a maioria das exigências industriais. Os quatro tipos são: o de vidro, o de antimônio, o de quinhydrone e o de hidrogênio.

Eletrodos de vidro: Os eletrodos de vidro têm uma grande faixa de uso de temperatura e de pH. Cobrem a faixa de 0 a 13 pH e podem operar a temperaturas de 0 a 100° C e com pressões de 50 a 5200 mmHg. Estes eletrodos não são afetados por ácidos oxidantes ou redutores, mas, como todos os outros tipos de vidros, são atacados por soluções de fluoreto. Não são afetados por gases dissolvidos ou sólidos suspensos em soluções e trabalham bem em fluidos, mas não em alta velocidade.

O vidro é um excelente isolante elétrico e por essa razão o bulbo