14. pH 시험법

1. pH 측정법의 개요
pH는 유리전극으로 된 pH측정기를 써서 측정한다. pH는 기본적으로 용액 중의 수소이온 활량(活量)을 나타내는 값이지만 약전에서는 다음 식으로 정하고 있다. 이 값은 묽은 용액에서는 검체중의 수소이온 농도를 그 역수의 상용대수로 나타낸 값과 비교적 잘 일치한다.

pH_S : pH표준액의 pH값

E : 검액 중에서 유리전극과 참조전극을 조합시킨 전지의 기전력.

전지의 구성 - 유리전극 ｌ 검액 ∥참조전극

E_s : pH표준액 중에서 유리전극과 참조전극을 조합시킨 전지의 기전력.

전지의 구성 - 유리전극 ｌ pH표준액 ∥참조전극

R : 기체정수

T : 절대온도

F : 패러데이정수

2. pH 표준액
pH 표준액은 pH의 기준으로 쓴다. pH표준액의 조제에 쓰는 물은 정제수를 증류하여 유액을 15분간 이상 끓여서 이산화탄소를 날려 보내고 이산화탄소 흡수관(소오다석회)을 달고 식힌다. pH표준액은 경질 유리병 또는 폴리에칠렌병에 보관한다. 장기간의 보존으로 pH가 변화될 수 있으므로 보통 산성의 pH표준액은 3개월 이내에 쓰고 염기성의 표준액은 이산화탄소 흡수관(소오다석회)을 달아 보존하여 1개월 이내에 쓴다.

3. pH 측정기의 구조
pH측정기는 보통 유리전극 및 참조전극으로 된 검출부와 검출된 기전력에 해당하는 pH를 지시하는 지시부로 되어있다. 지시부에는 비대칭전위 조정용 및 온도 보상용 꼭지가 있고 또한 감도 조정용 꼭지가 있는 것이 있다. 이 전극은 백금-수소전극보다 상당한 이점을 나타낸다. 즉 이 전극의 전위는 흡착된 물질들에 의해서 피독 되지 않으며 redox 계에 의해서 영향을 받지 않는다. 이 전극의 전위는 단지 다른 전극과 비교에 의해서 결정되므로, 개선된 작동을 보장하기 위하여 유리전극과 참조전극은 결합전극이라고 알려진 형태로 결합되어 있다.

3. pH 측정기의 구조(계속)
pH측정기는 다음의 조작법에 따라 임의의 한 종류의 pH표준액의 pH를 매회 검출부를 물로 잘 씻은 다음 5회 반복하여 측정할 때 그 재현성이 ±0.05 이내인 것을 쓴다.

4. 조작법
1) 유리전극은 미리 물에 수시간 이상 담그어 두고 pH측정기는 전원을 넣어 5     분간 이상 된 다음에 씀.
2) 검출부를 물로 잘 씻고 부착된 물은 여과지 등으로 가볍게 닦아 냄.
3) 한 점에서 조정하는 경우에는 온도 보상용 꼭지를 pH표준액의 온도와 일치    시켜 검출부를 검액의 pH값에 가까운 pH표준액에 중에 담그고 2분간 이상 지난 다음 pH측정기의 지시가 그 온도에서의 pH 표준액의 pH값이 되도록 비대칭전위조정용꼭지를 조정.

4) 두 점에서 조정을 할 경우에는 먼저 온도보상용 꼭지를 액온에 일치시키고 보통 인산염 pH표준액에 담그고 비대칭 전위 조정용 꼭지를 써서 pH값을 일치시키고 다음에 검액의 pH값에 가까운 pH표준액에 담그고 감도 조절용 꼭지 또는 표준액의 온도에 관계없이 온도 보상용 꼭지를 써서 앞의 조작과 같이 조작. 이상의 조정이 끝나면 검출부를 물로 잘 씻고 부착한 물을 여과   지 등으로 가볍게 닦아낸 다음 검액에 담그어 측정값을 읽음.

5. 주의사항
1) pH 11 이상에서 알칼리금속이온을 함유하는 액은 오차가 커서 알칼리오차가 적은 전극을
쓰고 필요한 보정을 함.
2) 검액은 온도는 pH표준액의 온도와 동일한 것이 바람직함.

6. PH 측정법 실습(예시)

1) CEF 시료 5g에 물을 넣어 50mL로 만들고 미리 정제수로 세척한 전극을 담근 후 안정화 될 때까지

기다리고 Recorder로 기록. pH값은 2.6 ~ 4.1 이어함.

3) Calibration Report는 별첨.