2-cviceni-ABCH-10

vodíko-
vých iontů a(H
+
), závisí tedy na pH. Indikační elektrodou je skleněná elektroda. Má tvar baňky vy-
fouknuté na konci skleněné trubičky a je vyrobena ze speciálního skla. Je naplněná roztokem o známé
a konstantní hodnotě pH, do něhož zasahuje vnitřní srovnávací elektroda, často argentchloridová. Jako
elektrolyt se s výhodou používá zředěná kyselina chlorovodíková (0,1 mol/l), která je ve vodném roz-
toku úplně disociována na H
+
a Cl
-
. Chloridové anionty zajišťují správnou funkci Ag/AgCl elektrody,
zatímco ionty H
+
umožňují definovat pH uvnitř elektrody.
Skleněná elektroda Galvanický článek tvořený skleněnou
a referenční elektrodou
Biochemický ústav LF MU 2. cvičení

10
Častěji se používají kombinované skleněné elektrody, které mají ve
svém plášti zabudovanou i vnější srovnávací elektrodu; obě elektrody,
skleněná i srovnávací, jsou tak v jediném tělese.
Při ponoření elektrody do měřeného roztoku vzniká mezi vnější a vnitř-
ní stranou skleněné membrány potenciálový rozdíl, jehož velikost je
úměrná rozdílu pH měřeného a vnitřního roztoku. Poněvadž roztok
uvnitř elektrody je vždy stejný, závisí výsledný potenciál pouze na hod-
notě pH měřeného roztoku (Nernstova rovnice):
+
+≈
HIND
ln. a
nF
RT
konstE

Pro převedení přirozeného logaritmu na dekadický a teplotu 25 °C dostáváme:
pH059,0..
IND
−=
⋅
⋅⋅
+≈
+
konstakonstE
H
log
C487961
K298J8,3142,3

Z odvozeného vztahu vyplývá, že při desetinásobné změně aktivity H
+
v měřeném roztoku (což odpo-
vídá změně pH o jednotku) se při teplotě 25 °C zjišťuje změna elektromotorického napětí celého gal-
vanického článku o 59,16 mV (při teplotě 37 °C o 61,5 mV).
Výše uvedený vztah platí pouze za předpokladu, že elektromotorické napětí galvanického článku,
jehož součástí je vzorek nebo pufr, je dáno výhradně aktivitou vodíkových iontů. Ve skutečnosti je
aktivita vodíkových iontů ovlivněna přítomností ostatních iontů v roztoku. Proto správná hodnota pH
může být stanovena pouze ve zředěných (s koncentrací < 0,2 mol/l) vodných roztocích jednoduchých
látek. V případě měření pH nevodných roztoků, suspenzí, koloidních roztoků nebo roztoků s vysokou
iontovou silou získané hodnoty pH neodpovídají přesně skutečnosti.
Při určité hodnotě pH je potenciál skleněné elektrody nulový a tedy nezávislý na teplotě. Tato hodnota
pH se označuje jako isopotenciálový bod. Většina skleněných elektrod je konstruována s isopotenciá-
lovým bodem při pH 7,0.
Protože sklo není příliš dobrý vodič ani pro ionty H
+
, je nutné aby použitý voltmetr měl vysoký vstup-
ní odpor, zajišťující věrnou reprodukci vytvořeného membránového potenciálu.
Běžné pH-metry jsou elektronické voltmetry s velkým vnitřním odporem, které
měří s přesností setin jednotek pH; citlivější přístroje mohou dosahovat přes-
nosti desetkrát větší, používají se k měření pH krve v klinicko-biochemických
laboratořích. K dispozici jsou rovněž přenosné přístroje pro měření v terénu
(tzv. pH-testery), které sice nedosahují špičkové přesnosti měření, ale umožňují
velmi rychlé a snadné získání dat.
Protože elektromotorické napětí článku (úměrné vodíkovému exponentu – pH) závisí na teplotě, do-
konalosti odezvy elektrod a spolehlivosti měřidla, kalibruje se pH-metr před měřením nejméně dvěma
roztoky o známé a stálé hodnotě pH (označují se jako pH-standardy, pH-pufry). Existuje velké množ-
pH tester
Biochemický ústav LF MU 2. cvičení
11
ství pH-pufrů, které se příliš nemění ani při lehkém naředění roztoku nebo přidání malého množství
cizích látek.
Pokud elektroda ztrácí schopnost rychlé odezvy na změnu pH, je možné provést její regeneraci. Rege-
nerace se provádí ponořením elektrody na 10 min do roztoku NaOH (0,1–1,0 mol/l) a po opláchnutí
vodou na 10 min do roztoku HCl (0,1–1,0 mol/l). Po regeneraci je nutno elektrodu opět aspoň na 15
min ponořit do uchovávacího roztoku.




Biochemický ústav LF MU 2. cvičení

12
PRAKTICKÁ ČÁST
Úkol 2.1 Měření pH roztoků kyselin, zásad a solí
Použití indikátorových papírků. Papírky se velmi krátce smočí ve zkoumaném vzorku a
případný přebytek kapaliny v papírku se otře o okraj nádoby. Při malých množstvích vzorku
lze přenést např. tyčinkou malou kapku vzorku přímo na proužek papíru. Hodnota pH se od-
hadne porovnáním zbarvení papírku bezprostředně po jeho namočení do roztoku s barevnou
stupnicí na obalu.
Pro přesnější odhad pH s přesností na desetiny lze použít např. indikátorové papírky PHAN.
Jedná se o proužky papíru napuštěné uprostřed napříč v pruhu roztokem příslušného indikáto-
ru – tzv. „indikátorový“ pruh. Po obou stranách indikátorového pruhu mají papírky natištěnou
barevnou stupnici pro okamžité srovnání – tzv.