pH

La valeur du pH indique si une eau ou une solution est acide, alcaline ou neutre.

Test du pH avec des bandes d'essai et du papier d'essai

Diverses bandelettes et papiers de test sont disponibles pour déterminer facilement la valeur du pH d'un échantillon.

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Aperçu des bandelettes et papiers d'essai de pH

pH-Fix - Bandelettes de test pH inégalées

Depuis de nombreuses années, tant les utilisateurs inexpérimentés que les professionnels de l'analyse apprécient l'expérience de la mesure simple du pH avec pH-Fix. Contrairement aux papiers indicateurs classiques, les colorants indicateurs des bandelettes de test pH-Fix sont liés chimiquement aux champs de test. Cette technologie empêche les colorants de déteindre et donc de contaminer l'échantillon, même dans les solutions fortement alcalines. Grâce à la fixation, les bandelettes restent plus longtemps en solution et permettent une détermination fiable du pH, même dans des solutions faiblement tamponnées.

PEHANON - Détermination du pH dans les solutions colorées

Les bandelettes de test PEHANON combinent l'indicateur de pH et l'échelle de couleur de référence sur une seule bandelette. Chaque couleur d'échantillon a le même effet sur les couleurs de référence et sur le champ réactif, de sorte qu'une mesure impartiale du pH est possible même dans les solutions colorées.

Papiers indicateurs de pH - standard pour de nombreuses applications

Les papiers indicateurs de pH sont disponibles depuis des décennies et constituent la norme pour de nombreuses applications. Ces papiers présentent une seule couleur pour chaque valeur de pH, qui peut être assortie à l'échelle de couleurs à des intervalles de 0,2-1 unité de pH. Les papiers indicateurs sont fournis dans des rouleaux en plastique qui assurent une stabilité à long terme et une protection contre de nombreuses influences extérieures. Ils sont toujours prêts à être utilisés en cas de besoin.

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Résultats sûrs avec QUANTOFIX Relax

Le lecteur de bandelettes QUANTOFIX Relax permet de mesurer objectivement le pH grâce à une sélection de bandelettes pH-Fix. Les données de mesure avec l'heure, la date et l'ID de l'échantillon sont imprimées, stockées et peuvent être transmises à un système d'information. Cela permet une documentation rapide et fiable des résultats d'essais, ce qui est particulièrement utile pour les services de contrôle de qualité.

Une correspondance parfaite des couleurs et un design clair

L'échelle de couleurs brillante sur la boîte de languettes de test permet une comparaison exacte avec le développement des couleurs sur les champs de test. l'évolution des couleurs sur les champs d'essai. Par-dessus tout, le design clair favorise la détermination intuitive et rapide de la valeur du pH.

Les bandes de test les plus longues en comparaison

La longue languette en plastique hydrophobe protège l'utilisateur des échantillons dangereux ou agressifs. dangereux ou agressifs et permet de réaliser des tests de pH dans des récipients étroits et profonds. La longue languette de test s'avère être un grand avantage par rapport aux autres produits, en particulier lors de la manipulation !

La technologie brevetée empêche la contamination

L'indicateur est lié de manière covalente à la zone de test et ne s'infiltre pas dans l'échantillon. Par conséquent, les bandes de test peuvent rester dans l'échantillon sans le contaminer.

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Echantillonnage simple

L'échantillonnage est souvent la plus grande source d'erreur dans le processus d'analyse. En général, la meilleure pratique consiste à prélever une partie de l'échantillon et à mesurer le pH dans cette partie. Cependant, lors de l'analyse d'échantillons inhomogènes, le prélèvement d'une partie peut modifier la composition de l'échantillon. Dans ce cas, il est souvent préférable de tremper la bandelette directement dans l'échantillon. Veillez à ne pas enlever de particules de l'échantillon avec la bandelette de test. Utilisez uniquement des bandelettes de test pH-Fix, car les papiers indicateurs peuvent libérer de petites parties de l'indicateur dans l'échantillon.

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Informations générales sur la valeur du pH

La valeur du pH joue un rôle important dans la chimie, la technologie et les processus biologiques. De nombreuses réactions chimiques, notamment les réactions d'équilibre chimique, sont fortement influencées par la valeur du pH. Dans de nombreux processus de ce type, il est nécessaire de déterminer avec précision la valeur du pH spécifiée, de la réguler et de la maintenir. Par exemple, la directive CE relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine prescrit une fourchette de pH comprise entre 6,5 et 9,5. Pour atteindre une telle valeur de pH, l'eau peut être traitée avec des produits chimiques disponibles dans le commerce.
L'eau normale a généralement un pH d'environ 6,5 à 7,5. Les eaux usées domestiques sont neutres à légèrement alcalines, tandis que les eaux usées commerciales ont tendance à être acides, par exemple les déchets de décapage de l'industrie du traitement du fer.
La définition de la valeur du pH est basée sur ce qu'on appelle l'autoprotolyse de l'eau pure. À température ambiante, l'eau pure se divise (se dissocie) dans une faible mesure en quantités équivalentes d'ions hydrogène hydratés (ions hydronium) H₃O⁺ et d'ions hydroxyde OH^- :

Le produit des concentrations de H3O+ et de OH- est appelé "produit ionique de l'eau" et peut être considéré comme une valeur approximativement constante:

À l'aide de ce produit ionique, pour toute concentration donnée d'ions H3O+ (ci-après dénommés H⁺) ou d'ions OH^-, la concentration inconnue respective peut être calculée. Selon Brønsted, les acides agissent comme des donneurs de H⁺ et les bases comme des accepteurs de H⁺. Par exemple, l'ajout d'acides à l'eau augmente la concentration d'ions H⁺, tandis que celle des ions OH^- diminue en conséquence. La valeur du pH a été introduite pour simplifier la notation des faibles concentrations et permettre une meilleure comparaison.

La valeur du pH est donc une mesure de la force acide ou basique d'une solution aqueuse. Par définition, une solution aqueuse dans la plage de pH < 7 est acide (concentration élevée de H⁺, faible concentration de OH^-) et dans la plage de pH > 7 basique (concentration faible de H⁺, concentration élevée de OH^-). Un pH de 7 (appelé point neutre) signifie donc que la concentration d'ions H⁺ correspond à celle de la dissociation de l'eau pure (en équilibre avec les ions OH^-).
Mathématiquement, la valeur du pH (lat. : potentia Hydrogenii) est définie comme le logarithme négatif de la valeur numérique de l'activité H⁺ en mol/L et est dérivée du produit ionique (autoprotolyse de l'eau) de l'eau (en première approximation, la concentration en ions H⁺ [H⁺] peut être utilisée pour le calcul), ce qui donne une échelle numérique de 0 à 14. La valeur du pH est une unité sans dimension.

Les acides et les bases forts, tels que l'acide chlorhydrique (HCl) ou l'hydroxyde de sodium (NaOH), sont (presque) complètement dissociés en solution, c'est-à-dire divisés en leurs ions. Ils ont donc une forte influence sur la modification de la concentration des ions H⁺ et OH^-, ce qui entraîne une valeur de pH faible (0-3) ou élevée (11-14). Les acides faibles (par exemple, l'acide acétique, CH₃COOH) et les bases (par exemple, l'ammoniac, NH₃) ne sont pas complètement divisés en leurs ions dans l'eau et influencent donc le pH dans une moindre mesure.
Les sels d'acides faibles et de bases fortes (par exemple, le carbonate de sodium, Na₂CO₃) ou de bases faibles et d'acides forts (par exemple, le chlorure de calcium, NaHSO₄) entraînent également des variations de pH vers le haut ou vers le bas par hydrolyse (réaction avec l'eau / division en ions individuels). Cependant, si un sel, tel que le chlorure de sodium, NaCl, est dissous dans l'eau, le pH ne change pas (ou très peu) car aucun nouvel ion hydrogène H⁺ n'est formé ou consommé (le chlorure de sodium se divise en ions Na⁺ et Cl-).
La valeur correcte du pH est un facteur important pour de nombreuses réactions de détection. Les réactions sont altérées si le pH n'est pas correctement ajusté. Dans la plupart des cas, la réaction de détection est moins sélective ou n'a pas lieu du tout.
La valeur du pH joue un autre rôle important dans le traitement biologique des eaux usées. Si la valeur du pH de 6,0 à 8,0 n'est pas correctement maintenue, les bactéries meurent et l'épuration ne peut être effectuée.
Un pH trop élevé (supérieur à 9) sur une longue période dans le bassin d'aération entraîne une augmentation de la teneur en ammoniac de l'eau. L'inhibition de la nitrification ou de la décomposition du carbone peut en résulter. Des valeurs de pH trop élevées ou trop faibles peuvent également entraîner la décomposition des flocs. Une séparation correcte des précipitations filtrables n'est plus possible.
La valeur du pH est modifiée principalement dans les stations d'épuration des eaux usées par l'apport de certains détergents, de nettoyants pour toilettes (pierres de WC) ou d'eaux usées industrielles. La valeur du pH doit être contrôlée à différents stades de la dégradation.

Principe de réaction

Les colorants indicateurs de pH sont des composés chimiques dont le changement de couleur dépend de la valeur du pH. La plupart d'entre eux sont des molécules organiques complexes. Les colorants indicateurs sont eux-mêmes des acides ou des bases et sont donc capables de libérer ou d'absorber des protons.
Le changement de couleur des indicateurs s'opère sous l'influence de la concentration variable des ions H⁺ en modifiant la structure chimique, l'apparition de structures quinoïdes ou de doubles liaisons conjuguées étant particulièrement importante. Un exemple en est le colorant indicateur méthyl-orange, qui présente un changement de couleur du rouge au jaune-orange dans la plage de pH 3,0-4,4.

Les colorants indicateurs appartiennent à diverses classes de colorants organiques (par exemple, les colorants azoïques, les phtaléines, les sulfophtaléines, les benzéines, les colorants triphénylméthyliques, les indicateurs nitrés, etc.) La gamme de transition des indicateurs individuels s'étend sur 1,2 à 2,5 unités de pH. Au-delà de ces limites, la teinte et la profondeur des couleurs ne changent plus.
Un mélange spécial de différents colorants indicateurs présente une couleur caractéristique à chaque valeur de pH. Les mélanges de colorants indicateurs sont souvent appelés indicateurs universels car une combinaison d'indicateurs appropriés couvre de larges plages de l'échelle de pH, voire la totalité de la plage 0-14.
La détermination photométrique du pH (VISOCOLOR et NANOCOLOR) s'effectue dans l'eau avec du rouge de phénol, un colorant triphénylméthane, comme indicateur. Une mesure simple du pH est possible avec des bandes d'indicateurs de pH (pH-Fix).
En milieu fortement acide (pH < 1), le rouge de phénol présente une couleur rouge, à un pH de 1-7,3 une couleur jaune, tandis qu'en milieu légèrement basique (au-dessus de pH 7,3) l'indicateur devient violet et en milieu fortement basique (pH > 14) le rouge de phénol est incolore. Les différentes couleurs sont dues à la structure chimique.

Conservation des échantillons

L'échantillon doit être mesuré rapidement dans la journée. Le stockage à plus long terme n'est pas possible.

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Conseils et astuces

Sources communes d'erreurs

• Résultats de mesure incorrects en raison de la non-observation de l'influence de la température :
  Le produit ionique de l'eau dépend de la température. Le degré de dissociation, c'est-à-dire la proportion de molécules dissociées, augmente fortement avec la température. Tous les papiers de test et les bandelettes indicatrices sont étalonnés par rapport à des solutions standard de 20 °C.
• Mesures du pH dans les solutions colorées :
  Les mesures de pH dans les solutions colorées nécessitent toujours une manipulation particulière. Théoriquement, la solution de référence doit être ajustée à la même couleur selon le liquide à tester. Il en va de même pour une solution trouble. Avec les papiers indicateurs PEHANON, MACHEREY-NAGEL propose une forme particulière de mesure du pH dans les solutions colorées, dans laquelle l'échelle de comparaison des couleurs est soumise aux mêmes déplacements et influences que le champ de référence pendant la mesure. Les taches et la turbidité sont ainsi compensées. La compensation des couleurs est également effectuée dans les tests colorimétriques VISOCOLOR.
• Les sources d'erreur qui peuvent survenir en raison de la composition de la solution à examiner :
  1. les erreurs acido-basiques
     Les indicateurs acide-base sont par leur nature chimique eux-mêmes des acides ou des bases avec un caractère plus ou moins prononcé. Par conséquent, même leur addition à des solutions non tamponnées ou seulement très faiblement tamponnées (par exemple, eau distillée, solutions salines neutres, solutions de sels faiblement hydrolysés, acides ou bases très faibles, solutions très diluées d'acides forts et de sels) entraîne une certaine modification du pH. Cette erreur est appelée erreur d'acide ou de base, selon que l'indicateur est un acide ou une base. Ces erreurs sont loin d'être négligeables ; dans le pire des cas, elles peuvent s'élever à plus d'une unité de pH.
     C'est pourquoi il faut être prudent lors de la mesure des valeurs de pH dans des solutions non tamponnées ou faiblement tamponnées.
  2. les erreurs de sel
     Les ions autres que les ions hydrogène H ⁺ ont également un effet, bien que faible, sur le développement de la couleur des indicateurs. Cela peut entraîner des différences de couleur dans les mesures de pH dans différentes solutions salines. Cet effet est appelé "erreur de sel". Si la concentration en sel est < 0,2 mol/L,  une correction correspondante peut être négligée.
  3. erreur d'alcool
     Lorsque des solvants autres que l'eau sont utilisés, la position de l'équilibre acide-base change et donc aussi la constante de l'indicateur. Cela signifie que lorsqu'on compare directement la couleur d'un indicateur dans une solution tampon aqueuse avec une solution contenant une petite quantité d'alcool, une couleur identique ne signifie pas nécessairement que les valeurs de pH des deux liquides sont identiques. À température ambiante, l'erreur d'alcool peut aller jusqu'à 0,5 unité de pH (en fonction de l'indicateur).
  4. erreur de protéine
     Les protéines ont un caractère amphotère et possèdent à la fois des propriétés acides et basiques. Par conséquent, les protéines fixent les deux indicateurs à caractère acide et basique, ce qui affecte la couleur résultante. Par conséquent, la détermination du pH dans les solutions contenant des protéines est souvent très difficile, voire impossible. L'erreur dépend du type et de la quantité de protéines ainsi que du type d'indicateur.
  5. Erreur d'alcaloïde
     Les alcaloïdes sont également capables de former des conglomérats avec certains indicateurs. En présence d'alcaloïdes, il est recommandé d'effectuer des déterminations à blanc pour contrôler l'influence des alcaloïdes sur la mesure.

Informations générales

• En général, l'eau pure et les solutions salines neutres réagissent très sensiblement au dioxyde de carbone présent dans l'air. L'air contient environ 0,03 % v/v de dioxyde de carbone. En équilibre avec l'air, l'eau distillée absorbe le dioxyde de carbone. Par conséquent, l'eau distillée n'a pas un pH neutre de 7 dans des conditions normales.
• Des solutions tampons sont nécessaires pour ajuster en permanence la valeur du pH. Les tampons sont des solutions d'un acide faible et de l'un de ses sels correspondants (par exemple, acide acétique / tampon acétate) ou d'une base faible et de l'un de ses sels correspondants (phosphate / tampon acide phosphorique). La valeur du pH de ces solutions ne change pas ou peu lorsqu'elles sont diluées ou lorsqu'on ajoute des acides ou des bases plus forts dans la gamme de pH définie pour elles. Il convient de noter que toutes les solutions tampons ont un certain pouvoir tampon maximal. Si celle-ci est "épuisée", la quantité ajoutée dépasse la disponibilité de la quantité de tampon utilisée. Pour la mesure du pH avec des papiers indicateurs, il faut avant tout un tampon suffisant.

Utilisation eau de mer

• Tous les tests de pH VISOCOLOR et NANOCOLOR sont adaptés à l'analyse de l'eau de mer.

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Le meilleur produit pH-Fix par rapport à la concurrence !

Selon une étude comparative, nos languettes de test MACHEREY-NAGEL pH-Fix 0-14 sont les plus performantes ! Lors de différents tests, nos languettes ont fourni les valeurs de pH les plus fiables valeurs de pH les plus fiables et les meilleures notes en termes de facilité d'utilisation par rapport au produit concurrent.
Étude comparative

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