2.1.2.3. Потенциометрическое определение pH (201020003-2019)

Значение pH водного раствора представляет собой отрицательный логарифм активности находящихся в нем ионов водорода, условно выражающее концентрацию ионов водорода в растворе. На практике это значение определяют экспериментально.

Значение pH испытуемого раствора связано со значением pH раствора сравнения (pH_s) следующим уравнением:

,

где: E - электродвижущая сила ячейки с испытуемым раствором, выраженная в вольтах;

E_s - Электродвижущая сила ячейки с раствором сравнения с известным pH (pH_s), выраженная в вольтах;

k - коэффициент наклона (изменение потенциала при изменении значения pH на единицу и рассчитанное по уравнению Нернста), выраженный в вольтах (см. таблицу 2.1.2.3-1).

Потенциометрическое определение pH проводят путем измерения электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемента, составленного из погруженных в анализируемый раствор двух подходящих электродов; один из электродов чувствителен к ионам водорода (обычно это стеклянный электрод), другой - электрод сравнения (например, хлорсеребряный электрод). Часто вместе с температурным датчиком их объединяют в один компактный электрод.

Таблица 2.1.2.3.-1. - Значения k при различных температурах

Прибор. Измерительным прибором служит вольтметр с входным сопротивлением, как минимум в 100 раз превышающим сопротивление используемых электродов. Прибор обычно градуирован в единицах pH и имеет чувствительность, позволяющую провести измерение с точностью, по крайней мере, 0,05 единиц pH или 0,003 В.

Современные pH-метры являются микропроцессорными и управляются с помощью прошивки или программного обеспечения производителя прибора в соответствии с прилагаемыми инструкциями.

Обращение с электродами. Электроды хранят надлежащим образом и в соответствии с рекомендациями производителя (например, в растворе электролита или подходящем растворе для хранения). Перед измерением электроды проверяют визуально. Для пополняемых электродов проверяют, чтобы в стеклянном шарике отсутствовали пузырьки воздуха, и убеждаются в достаточном уровне внутреннего раствора электролита. Во время измерения отверстие пополнения должно оставаться открытым. Также рекомендуется проверять диафрагму электрода сравнения. Перед первым использованием электрода или если электрод хранился в отсутствии раствора электролита обычно необходимо проведение кондиционирования электрода в соответствии с рекомендациями производителя. Слишком медленная стабилизация значения pH (то есть большое время отклика), или смещение нулевой точки, уменьшение наклона или любые иные проблемы, наблюдаемые при калибровке, указывает на возможную необходимость очистки или замены электрода. Очистку проводят в зависимости от типа образца и в соответствии с руководством производителя. Очистку рекомендуется проводить регулярно.

Условия калибровки и измерений. При отсутствии других указаний в частной фармакопейной статье, все измерения проводят при той же температуре, при которой проводилась калибровка (+/- 2,5 °C), обычно при температуре от 20 °C до 25 °C. В таблице 2.1.2.3.-2 приведена зависимость значения pH от температуры для различных буферных растворов сравнения, используемых для калибровки. Используют температурные поправки в соответствии с инструкциями производителя.

Таблица 2.1.2.3.-2. - Значение pH буферных растворов сравнения при различных температурах

--------------------------------

<1> Изменение pH при изменении температуры на 1 градус по Цельсию.

Калибровка состоит из определения наклона (например, 95 - 105%) и смещения измерительной системы. Большинство коммерчески доступных pH-метров позволяют проводить самодиагностику или диагностику при включении, при этом, например, проверяемые наклон и асимметрия потенциала сравниваются со спецификацией производителя. Прибор калибруют с использованием не менее двух выбранных буферных растворов таким образом, чтобы ожидаемое значение pH испытуемого раствора лежало между значениями pH буферных растворов. Диапазон должен быть не менее двух единиц pH. Показание прибора для буферного раствора с промежуточным значением pH не должно отличаться более чем на 0,05 единиц pH от значения pH, соответствующего этому раствору.

Предпочтительно использовать коммерческие сертифицированные буферные растворы сравнения.

В качестве альтернативы буферные растворы могут быть приготовлены в соответствии с таблицей 2.1.2.3.-2. Данные растворы должны быть прослеживаемы до первичных стандартов.

Калибровка должна проводиться регулярно, желательно ежедневно перед использованием либо перед каждой серией измерений.

Электроды помещают в испытуемый раствор и считывают показания в тех же условиях, что и при использовании буферных растворов сравнения.

Если откалиброванная как указано выше система используется для измерения pH в суспензиях, эмульсиях или неводных или частично водных образцах, показания pH могут считаться, лишь аппроксимацией истинного значения. Для измерения pH таких смесей должны использоваться подходящие электроды.