[대한약전/KP] pH 측정법

pH 측정법

pH Determination

 

pH는 수용액 중의 수소이온농도값에 활동도계수를 곱한 값, 즉 수소이온활동량의 역수의 상용대수로 정의하며 실용적으로는 검액 중의 수소이온농도의 척도로 쓰인다.

pH is defined as the common logarithm of the reciprocal of hydrogen ion activity, which is the product of hydrogen ion concentration and the activity coefficient. 
Conventionally, it is used as a scale of hydrogen ion concentration of a test solution.

 

장치

pH 측정기는 보통 유리전극 및 참조전극으로된 검출부와 검출된 기전력을 증폭하는 증폭부 및 측정결과를 표시하는 지시부로 되어 있다. 지시부에는 영점교정용 및 감도조정용 다이얼이 있다. 그 밖에 장치에 따라서는 온도보상용다이얼이 있는 것도 있다. pH 측정기는 다음 조작법에 따라 임의의 한 종류의 pH 표준액의 pH를 매회 검출부를 물로 잘 씻을 다음 5회 반복하여 측정할 때 지시한 값의 재현성이 ±0.05pH 단위인 것을 쓴다.

Apparatus 
A pH meter generally comprises a detection unit consisting of a glass electrode and a reference electrode, an amplifier amplifying the detected electromotive force and an display unit for indicating the measured results. For the display unit, dials for zero point adjustment and temperature compensation are fitted. Sometimes a dial for sensitivity adjustment are provided. 
The reproducibility of a pH meter should be within 0.05 pH unit, when measurement of the pH value of one of the above standard solution is repeated five times by the following procedure, in which the detecting unit is washed well with water every time.

 

조작법

유리전극은 미리 물에 수 시간 이상 담가 둔다. pH 측정기는 전원을 넣어 장치가 안정된 것을 확인한 다음에 쓴다. 검출부를 물로 잘 씻고 부착된 물은 여과지 등으로 가볍게 닦아 낸다.
pH 측정기의 교정은 2종류의 pH 표준액을 써서 보통 다음과 같이 한다. 전극을 인산염 pH 표준액에 담그고 영점교정용다이얼로 표의 pH에 일치시킨다. 다음에 예상되는 검액의 pH에 가까운 pH를 갖는 pH 표준액을 두 번째 표준액으로 하여 같은 조건으로 pH를 측정한다. 얻어진 pH가 표에 나타낸 pH와 일치하지 않을 때에는 감도교정용다이얼로 규정하는 pH에 일치시킨다. 2종류의 pH 표준액의 pH가 조정하지 않고도 규정하는 pH의 ±0.05pH 단위에 일치할 때까지 같은 조작을 반복한다. 또 온도보상용 다이얼이 있는 장치를 쓰는 경우 눈금 값을 pH 표준액의 온도에 일치시킨 다음 교정한다. 또한 위의 조작을 자동적으로 하는 기능을 가지고 있는 경우 2개의 pH 표준액의 pH가 규정하는 pH의 ±0.05pH 단위에 일치하는지를 정기적으로 확인한다. 장치의 교정이 끝난 다음 검출부를 물로 잘 씻고 여과지 등으로 가볍게 닦아낸다.
검출부를 검액에 담그고 안정된 지시값이 얻어지는지를 확인한 다음 그 값을 읽는다. 측정할 때 필요하면 검액을 가만히 교반할 수 있다. 또한 검액의 온도는 교정에 쓴 pH 표준액의 온도와 같게 한다. (± 2 ℃). 또 검액이 알칼리성일 때 필요하면 측정용 용기는 뚜껑이 있는 것을 써서 질소 등의 불활성 기체기류 중에서 측정한다. 또 pH 11 이상에서 알칼리금속이온을 함유하는 액은 오차가 크기 때문에 알칼리 오차가 적은 전극을 쓰고 다시 필요한 보정을 한다.

Procedure 
Immerse the glass electrode previously in water for more than several hours. Start the measurement more than 5 minutes after switching on. Rinse well the detecting unit with water, and remove the remaining water gently with a piece of filter paper. 
For the standardization of the pH meter, two pH standard solutions are usually used as follows. Immerse the detection unit in the phosphate pH standard solution and adjust the indicated pH to the pH value shown in the Table 2. Next, immerse the detection system in the second pH standard solution, which should be selected so that the expected pH of the test solution to be determined is between the pH values of the two pH standard solutions, and measure the pH under the same conditions. Adjust the indicated pH to the defined pH value using the span adjustment dial, when the observed pH is not identical with that tabulated. Repeat the above standardization procedure until both pH standard solutions give observed pH values within 0.05 pH unit of the tabulated value without further adjustment. When a pH meter equipped with a temperature compensation dial, the standardization procedure is done after the setting of the temperature to that of the pH standard solution to be measured. In cases of using an apparatus having an auto-calibration function, it is necessary to confirm periodically that the pH values of the two pH standard solutions are identical with the tabulated values within 0.05 pH unit. After finishing the standardization procedure, rinse well the electrodes with water, and remove the attached water using a filter paper. Immerse the detection unit in the test solution and read the indicated pH value after confirming the value is stable. If necessary, a test solution can be agitated gently. The temperature of test solution must be controlled to be the same (within 2 °C) as that of the pH standard solutions with which the pH meter was standardized. When a test solution is alkaline, the measurement should be done in a vessel with a cover and if necessary, in a stream of inert gas such as nitrogen. Furthermore, for a strongly alkaline solution above pH 11 containing alkaline metal ions, an alkali error may be induced. In such a case, an electrode with less alkali error should be used and an appropriate correction should be applied to the measured value.