240 µmol/min

0,002 µmol

Molarna aktivnost kaže, koliko substratnih molekul pretvori ena molekula encima v 1 minuti (molarna aktivnost se včasih imenuje "število vrtljajev"). Tabela 2.5 prikazuje molsko aktivnost nekaterih encimov.

Tabela 2.5. Molarna aktivnost nekaterih encimov

Tako imenovani bifunkcionalni encim ima med znanimi najnižjo molarno aktivnost. Vendar to ne pomeni, da je tudi njegova fiziološka vloga majhna (za več informacij o tem encimu glej sliko 9.31).

Odvisnost hitrosti encimske reakcije od temperature, pH in časa inkubacije

Odvisnost hitrosti reakcije od temperature. Hitrost encimskih reakcij je tako kot vsaka druga odvisna od temperature: s povišanjem temperature za vsakih 10 0C se hitrost približno podvoji (van't Hoffovo pravilo). Vendar pa za encimske reakcije to pravilo velja le v območju nizkih temperatur - do 50-60 °C. Pri višjih temperaturah se pospeši denaturacija encima, kar pomeni zmanjšanje njegove količine; hitrost reakcije se ustrezno zmanjša (slika 2.17, d). Pri 80-90 0C se večina encimov denaturira skoraj takoj. Kvantitativno določanje encimov je priporočljivo izvajati pri 25 °C.

Odvisnost hitrosti reakcije od pH. Sprememba pH povzroči spremembo stopnje ionizacije ionogenih skupin v aktivnem mestu, to pa vpliva na afiniteto substrata za aktivno mesto in katalitični mehanizem. Poleg tega sprememba ionizacije proteina (ne le v območju aktivnega centra) povzroči konformacijske spremembe v molekuli encima. Zvonasta oblika krivulje (slika 2.17, e) pomeni, da obstaja neko optimalno stanje ionizacije encima, ki zagotavlja najboljšo povezavo s substratom in katalizo reakcije. Optimalni pH za večino encimov je v območju od 6 do 8. Vendar obstajajo izjeme: pepsin je na primer najbolj aktiven pri pH 2. Kvantitativno določanje encimov se izvaja pri optimalnem pH za določen encim.

Odvisnost hitrosti reakcije od časa. Ko se čas inkubacije poveča, se hitrost reakcije zmanjša (slika 2.17, f). To se lahko zgodi

zaradi zmanjšanja koncentracije substrata, povečanja hitrosti povratne reakcije (kot posledica kopičenja produkta neposredne reakcije), inhibicije encima z reakcijskim produktom, denaturacije encima. Pri kvantitativni in kinetični študiji encimov se meri začetna hitrost reakcije (hitrost takoj po začetku reakcije). Čas, v katerem se hitrost s sprejemljivim približkom lahko šteje za začetno, za vsak encim in za dane pogoje, se izbere eksperimentalno na podlagi grafa, prikazanega na sliki 1. 2.17, e ravni del grafa, ki se začne od ničelne časovne oznake, ustreza časovnemu intervalu, v katerem je hitrost reakcije enaka začetni hitrosti ali blizu nje (ta interval je na sliki označen s pikčasto črto). ).

ENCIMSKI INHIBITORJI

Zaviralci encimov so snovi, ki zmanjšajo njihovo aktivnost. Najbolj zanimivi so inhibitorji, ki interagirajo z aktivnim mestom encima. Takšni inhibitorji so najpogosteje strukturni analogi substrata in zato komplementarni aktivnemu središču encima. Zato zavirajo delovanje le enega encima ali skupine encimov z zelo podobno strukturo aktivnega centra. Inhibitorje ločimo na kompetitivne in nekompetitivne, reverzibilne in ireverzibilne.

Malonska kislina HOO C -CH2-COOH je strukturni analog jantarne kisline, zato se lahko veže na aktivno mesto sukcinat dehidrogenaze (glej zgoraj). Vendar pa je dehidrogenacija malonske kisline nemogoča. Če reakcijska mešanica hkrati vsebuje jantarno in malonsko kislino, pride do naslednjih procesov:

E + S J ± E S « 2 E + P

Nekatere encimske molekule zasede inhibitor (I) in ne sodelujejo v reakciji pretvorbe substrata: zato se hitrost tvorbe produkta zmanjša. Če koncentracijo substrata povečamo, se delež kompleksa ES poveča, kompleksa EI pa zmanjša: substrat in inhibitor tekmujeta za aktivno mesto encima. To je primer tekmovalne inhibicije. Pri dovolj visoki koncentraciji substrata bo celoten encim v obliki kompleksa ES in hitrost reakcije bo kljub prisotnosti inhibitorja največja.

Nekateri zaviralci tvorijo kompleks ne s prostim encimom, temveč s kompleksom encim-substrat:

IN V tem primeru povečanje koncentracije substrata ne zmanjša učinka inhibitorja; takšni zaviralci se imenujejo nekonkurenčni.

IN V nekaterih primerih lahko inhibitor podvrže kemični transformaciji pod delovanjem encima. na primer n-nitrofenilacetat hidrolizira proteolitični encim kimotripsin; hidroliza poteka v dveh stopnjah (slika 2.18).

riž. 2.18. Hidroliza l-nitrofenilacetata s kimotripsinom

Najprej se acetilni ostanek doda hidroksilni skupini serinskega ostanka v aktivnem mestu encima (reakcija a), nato pa pride do hidrolize acetilnega encima (reakcija b). Prva stopnja poteka hitro, druga pa zelo počasi, zato je tudi pri nizkih koncentracijah n-nitrofenilacetata pomemben del encimskih molekul v acetilirani obliki in stopnja hidrolize naravnega substrata (peptidov) se zmanjša. Takšni inhibitorji se imenujejo psevdosubstrati ali slabi substrati.

Včasih kemična transformacija inhibitorja v aktivnem mestu povzroči nastanek vmesnega produkta, ki je zelo tesno, nepovratno povezan z encimom: ta pojav imenujemo samomorilna kataliza. Na primer, 3-kloroacetol fosfat ireverzibilno zavira triosefosfat izomerazo. Ta inhibitor je strukturni analog dihidroksiaceton fosfata: deklorira in se ireverzibilno veže na ostanek glutaminske kisline v aktivnem mestu fer.

riž. 2.19. Ireverzibilna inhibicija triosefosfat izomeraze

Inhibitorji so lahko ne le analogi substratov, temveč tudi analogi koencimov, ki lahko nadomestijo pravi koencim, vendar ne morejo opravljati njegove funkcije.

Interakcija encima z inhibitorjem je pogosto tako specifična kot interakcija s substratom ali koencimom. Na podlagi tega

uporaba inhibitorjev za selektivno zatiranje aktivnosti določenega encima v kompleksnem encimskem sistemu ali v telesu. Zlasti veliko zdravil je zaviralcev določenih encimov.

Obstajajo zaviralci, ki delujejo manj selektivno. Na primer, p-kloromerkuribenzoat je specifičen reagent za sulfhidrilne skupine v beljakovinah (slika 2.20). Zato u-kloromerkuribenzoat zavira vse encime, ki imajo SH skupine, ki sodelujejo pri katalizi.

riž. 2.20. Reakcija l-kloromerkuribenzoata s sulfhidrilnimi skupinami proteinov

Drug primer je inhibicija peptidnih hidrolaz in esteraz s serinom v aktivnem mestu z diizopropil fluorofosfatom. Inhibitor se ireverzibilno veže na serinski ostanek (slika 2.21).

riž. 2.21. Zaviranje serinskih encimov z diizopropil fluorofosfatom

Serinski ostanki zunaj aktivnega centra ostanejo nespremenjeni; Posledično encim sam katalizira reakcijo, ki ga uniči. Diizopropil fluorofosfat je predstavnik skupine organofosfornih spojin, ki so izjemno strupene. Toksični učinek je posledica prav zaviranja encimov, predvsem acetilholinesteraze (glej 22. poglavje).

Penicilin, eno najbolj znanih in razširjenih zdravil, se uporablja za zdravljenje številnih nalezljivih bolezni. Penicilin ireverzibilno zavira bakterijski encim glikopeptid transferazo. Ta encim sodeluje pri sintezi bakterijske stene, zato je v prisotnosti penicilina razmnoževanje bakterij nemogoče. Glikopeptidna transferaza vsebuje serinski ostanek v aktivnem mestu (serinska peptidna hidrolaza). Molekula penicilina vsebuje amidno vez, ki ima lastnosti, podobne peptidni vezi (slika 2.22). Zaradi pretrganja te vezi, ki ga katalizira encim, postane ostanek penicilina nepovratno vezan na encim.

Inhibitorji so zelo učinkovito orodje za proučevanje strukture aktivnega mesta encimov in mehanizma katalize. Zaviralci, ireverzibilni

Pred prvo uporabo elektrod jih je treba umeriti. V ta namen so na voljo posebne kalibracijske raztopine, ki so puferirane na določene pH vrednosti. Pufriranje deluje tako, da vdor majhne količine vode, ko je elektroda potopljena, ne moti kalibracije. Bistvo kalibracije je prilagoditi napako elektrode, povezano s proizvodnjo in uporabo, na določene vrednosti. V tem primeru je treba upoštevati dve napaki: odstopanje ničelne točke in "naklon" napake.

Obe napaki povzročita skupno merilno napako. Zato je treba kalibrirati dve točki, da se lahko popravita obe merilni napaki.

Napaka ničelne točke. Zgornja slika prikazuje merilno krivuljo in referenčno krivuljo. V tem primeru merilna krivulja jasno odstopa od referenčne krivulje pri pH 7, tj. na nevtralni točki zaznamo očitno napako ničelne točke, ki jo je treba odpraviti. Elektrode se najprej vnesejo v raztopino za umerjanje pH 7. Pomembno je, da sta v raztopino potopljeni vsaj steklena membrana in diafragma. V našem primeru je izmerjena vrednost nad zahtevano vrednostjo in zato odstopa od nazivne vrednosti. Potenciometer spremenljivega upora prilagodi izmerjeno vrednost na pravilno vrednost. V tem primeru je celotna merilna krivulja vzporedno premaknjena za napako ničelne točke, tako da gre natančno skozi nevtralno točko. Tako je merilna naprava nastavljena na ničelno točko in pripravljena za uporabo.

Za kalibracijo pH elektrod je treba najprej nastaviti ničelno točko

Napaka naklona. Po kalibraciji ničelne točke dobimo stanje, prikazano na sosednji sliki. Ničla je določena natančno, vendar ima izmerjena vrednost še vedno veliko napako, saj točka nagiba še ni določena. Sedaj se izbere umeritvena raztopina, katere pH vrednost se razlikuje od 7. Večinoma se uporabljajo puferske raztopine v območju pH od 4 do 9. Elektrodo potopimo v drugo pufersko raztopino in ugotovimo odstopanje naklona od nominalne (standardne) vrednosti. s pomočjo potenciometra. In šele zdaj merilna krivulja sovpada z zahtevano krivuljo; naprava je kalibrirana.

Če je nastavljena ničelna točka, je treba nastaviti drugo relativno vrednost - naklon

Vpliv temperature. Na spremembe pH vrednosti vpliva temperatura vode. Ni pa jasno, ali je v naših merilnih instrumentih potrebna temperaturna kompenzacija. Sosednja tabela prikazuje pH vrednosti kot funkcijo temperature, pri čemer je naprava umerjena pri 20°C. Upoštevati je treba, da je pri temperaturah in pH vrednostih, ki nas zanimajo, merilna napaka zaradi odstopanj v temperaturi omejena na drugo decimalno mesto. Zato takšna merilna napaka za akvariste nima praktičnega pomena in temperaturna kompenzacija ni potrebna. Poleg čisto merilnih odstopanj zaradi različnih napetosti na elektrodah je treba upoštevati tudi temperaturna odstopanja umerjenih raztopin, ki so podana v sosednji tabeli.

Tu vidimo, da so ta odstopanja razmeroma majhna in ne znašajo več kot ±2%.

Odstopanje izmerjenih vrednosti pH v odvisnosti od temperature

Odvisnost temperature od puferskih raztopin

Nadzor. Za kontrolo je priporočljivo, da elektrode ponovno potopite v pufrsko raztopino pri pH 7 in preverite, ali vrednosti konvergirajo. Če je pH vrednost elektrode skladna z merilnim instrumentom, se lahko uporablja za merjenje vzorcev vode. Če obstajajo osebne pritožbe glede točnosti, je treba kalibracijo ponoviti v določenem časovnem okviru. Kot smernica se lahko predlaga en do dva tedna. Pri umerjanju pH elektrod morate biti pozorni tudi na to, kako hitro se pH vrednost na instrumentu približa vrednosti pH v puferski raztopini.

pH elektrode niso popolni sistemi. Lahko imajo različne dolžine, nepopolne geometrijske oblike, nepravilnosti v sestavi notranjega elektrolita itd. Vse to vpliva na njihove lastnosti, hkrati pa je to povsem normalno, saj v vsaki proizvodnji obstajajo določene tolerance. Zato vsak pH meter potrebuje kalibracijo, ki napravi pomaga vzpostaviti razmerje med signalom iz elektrode in pH vrednostjo v raztopini.

Kalibracija je zelo pomemben trenutek! Zavedati se moramo, da ni mogoče meriti pH z večjo natančnostjo od uporabljenih standardov. Na primer, če želite delati z natančnostjo 0,01 pH, morajo biti izpolnjeni naslednji pogoji: skupni pogrešek pH-metra in elektrode ne sme presegati 0,005 pH, kalibracijo pa je treba izvesti s posebno pozornostjo s posebnimi visokimi natančne rešitve pufra. Takih rešitev ne morete kupiti, ker niso shranjene. Pripraviti jih boste morali sami z uporabo posebej pripravljenih reagentov in vode.

Če nimate možnosti pripraviti pufra z natančnostjo +/- 0,005 pH, se boste morali zadovoljiti z lastniškimi puferskimi raztopinami, katerih natančnost je zagotovljena na ravni +/- 0,02 pH. Pri umerjanju v skladu s temi standardi skupna napaka ne bo presegla 0,04 - 0,03 pH, pod pogojem, da je napaka naprave znotraj 0,01 pH. To je najpogostejša praksa in ne boste našli niti ene metode ali GOST, ki bi zahtevala vzdrževanje pH z natančnostjo nad 0,05 pH. Izjema so le nekatere farmacevtske in specializirane industrije.

Sodobne pH elektrode so običajno kombinirane, t.j. pH elektroda in referenčna elektroda sta v enem ohišju. Poleg enostavne uporabe to zagotavlja hitrejši odziv in zmanjša skupno napako.

Izoelektrična točka za takšne elektrode je pH=7 (0 mV). Zato je treba napravo najprej kalibrirati glede na pufer z nevtralnim pH (na primer 6,86 ali 7,01). Drugo točko je treba izbrati na razdalji približno 3 pH enote, tj. pH=4 ali 10. Če je naprava kalibrirana samo z dvema pufroma, je izbira druge točke odvisna od območja, v katerem primarno delate. Če so to alkalne raztopine, potem uporabite pufer s pH=10, če so kisle, uporabite pufer s pH=4. To je posledica nekaterih razlik v naklonih kalibracijskih črt v kislem in alkalnem območju. Težav ne bo, če je mogoče vašo napravo kalibrirati na treh ali več točkah. V tem primeru vrstni red kalibracije ni pomemben, saj ga pH meter samostojno spremlja.

Pri poceni modelih pH metrov (HI8314, Piccolo, Checker) sta za kalibracijo na voljo dva vijaka: eden za nastavitev izoelektrične (referenčne) točke (pH7), drugi za nastavitev naklona (pH4/10). Zelo pogosto se med uporabo zmedejo in nastane situacija, ko relativni položaj vijakov ne omogoča kalibracije. V tem primeru morate pred kalibracijo oba vijaka nastaviti v srednji položaj (1/2 obrata za Piccolo in 15-16 obratov pri drugih modelih od skrajnega položaja).

Najnaprednejši modeli pH metrov imajo t.i. GLP podpora, ki vam poleg datuma zadnje kalibracije omogoča oceno stanja elektrode na podlagi razmerja naklona kalibracijske krivulje proti teoretični vrednosti (59,16 pri 25C) v %. Če naprava nima podpore za GLP, ima pa način merjenja mV, potem lahko naklon izračunate neodvisno z merjenjem vrednosti mV v puferjih pH=7 in pH=4.

Na primer:

pH7 = -10 mV
pH4 = +150 mV
naklon = 150 – (-10)/59,2x3 = 90,1 %
95 – 102% - elektroda v delovnem stanju,
92 – 95% - elektroda potrebuje čiščenje,
manj kot 92% - potrebno je zamenjati elektrolit ali zamenjati elektrodo.

Na primer: naprava je kalibrirana glede na pufer pH=7 pri temperaturi 25C.
Vzorec s pH=5 pri 20C, napaka = 0,003 x 5 x 2 = 0,03
Vzorec s pH=2,5 pri 2C, napaka = 0,003 x 23 x 4,5 = 0,31
Vzorec s pH=12 pri 80C, napaka = 0,003 x 55 x 5 = 0,82

1. Samodejna temperaturna kompenzacija v pH-metriji pomeni le upoštevanje temperature, vključene v Nernstovo enačbo.

2. Če želite izvedeti natančno pH vrednost vzorca pri 25C, je edina prava možnost, da jo izmerite pri 25C.

Potenciometrija je ena od elektrokemijskih analiznih metod, ki temelji na določanju koncentracije elektrolitov z merjenjem potenciala elektrode, potopljene v preskusno raztopino.

Potencial (iz lat. potencia– sila) je pojem, ki označuje polja fizikalnih sil (električnih, magnetnih, gravitacijskih) in na splošno polja vektorskih fizikalnih veličin.

Metoda potenciometričnega merjenja koncentracije ionov v raztopini temelji na merjenju razlike električnih potencialov dveh posebnih elektrod, ki sta nameščeni v preskusni raztopini, pri čemer ima ena elektroda - pomožna - med postopkom merjenja konstanten potencial.

potencial E ločena elektroda se določi z uporabo Nernstove enačbe (W. Nernst – nemški fizikalni kemik, 1869 – 1941) preko njenega standardnega (normalnega) potenciala E 0 in aktivnost ionov A+, ki sodelujejo v elektrodnem procesu

E = E 0 + 2,3 lg a + , (4.1)

kje E 0 – komponenta medfazne potencialne razlike, ki je določena z lastnostmi elektrode in ni odvisna od koncentracije ionov v raztopini; R– univerzalna plinska konstanta; n– ionska valenca; T - absolutna temperatura; F – Faradayevo število (M. Faraday – angleški fizik 19. stoletja).

Nernstova enačba, izpeljana za ozek razred elektrokemijskih sistemov kovina - raztopina kationov iste kovine, velja v veliko širšem območju.

Potenciometrična metoda se najbolj uporablja za določanje aktivnosti vodikovih ionov, ki označuje kisle ali alkalne lastnosti raztopine.

Pojav vodikovih ionov v raztopini je posledica disociacije (iz lat. disociacija- ločitev) dela molekul vode, ki razpadejo na vodikove in hidroksilne ione:

H 2 O↔
+
. (4.2)

Po zakonu množičnega delovanja je konstanta TO ravnotežje reakcije disociacije vode je enako K=
.
/
.

Koncentracija nedisociiranih molekul v vodi je tako visoka (55,5 M), da se lahko šteje za konstantno, zato je enačba (5.2) poenostavljena:
= 55,5 =
.
, Kje
- konstanta, imenovana ionski produkt vode,
= 1,0∙10 -14 pri temperaturi 22 o C.

Pri disociaciji molekul vode nastajajo vodikovi in ​​hidroksilni ioni v enakih količinah, zato so njihove koncentracije enake (nevtralna raztopina). Na podlagi enakosti koncentracij in znane vrednosti ionskega produkta vode imamo

[H + ] =
=
= 1∙10 -7 . (4.3)

Za bolj priročno izražanje koncentracije vodikovih ionov je kemik P. Sarensen (danski fizikalni kemik in biokemik) predstavil koncept pH ( p je začetna črka danske besede Potenz – stopnja, H je kemijski simbol za vodik).

Vodikov pH je vrednost, ki označuje koncentracijo (aktivnost) vodikovih ionov v raztopinah. Številčno je enak decimalnemu logaritmu koncentracije vodikovih ionov
, vzeto z nasprotnim predznakom, tj.

pH = - lg
. (4.4)

Vodne raztopine imajo lahko pH v območju od 1 do 15. V nevtralnih raztopinah pri temperaturi 22 o C pH = 7, v kislih raztopinah< 7, в щелочных рН > 7.

Ko se temperatura nadzorovane raztopine spremeni, se potencial elektrode steklene elektrode spremeni zaradi prisotnosti koeficienta S = 2,3∙ v enačbi (4.1). Posledično enaka vrednost pH pri različnih temperaturah raztopine ustreza različnim vrednostim emf elektrodnega sistema.

Odvisnost emf elektrodnega sistema od pH pri različnih temperaturah je niz ravnih črt (slika 4.1), ki se sekajo v eni točki. Ta točka ustreza vrednosti pH raztopine, pri kateri emf elektrodnega sistema ni odvisen od temperature; izopotencial (iz grščine  - enako, enako in ... potencial) točka. Koordinate izopotencialne točke ( E IN in pH I) sta najpomembnejši značilnosti elektrodnega sistema. Ob upoštevanju temperature ima statična karakteristika (4.1) obliko

pH vrednost (pH faktor) je merilo aktivnosti vodikovih ionov v raztopini, ki kvantitativno izraža njeno kislost. Ko pH ni na optimalni ravni, začnejo rastline izgubljati sposobnost absorbiranja nekaterih elementov, ki jih potrebujejo za zdravo rast. Vse rastline imajo določen pH, ki jim omogoča doseganje maksimalnih rezultatov pri gojenju. Večina rastlin ima raje rahlo kislo rastno okolje (med 5,5-6,5).

Vodikov indeks v formulah

V zelo razredčenih raztopinah je pH enakovreden koncentraciji vodikovih ionov. Enak po velikosti in v nasprotnem predznaku decimalnemu logaritmu aktivnosti vodikovih ionov, izražen v molih na liter:

pH = -lg

Pri standardnih pogojih se vrednost pH giblje od 0 do 14. V čisti vodi je pri nevtralnem pH koncentracija H + enaka koncentraciji OH - in je 1·10 -7 mol na liter. Največja možna vrednost pH je definirana kot vsota pH in pOH in je enaka 14.

V nasprotju s splošnim prepričanjem se pH lahko spreminja ne le v razponu od 0 do 14, ampak lahko te meje tudi preseže. Na primer, pri koncentraciji vodikovih ionov = 10 −15 mol/l, pH = 15, pri koncentraciji hidroksidnih ionov 10 mol/l je pOH = −1.

Pomembno je razumeti! Lestvica pH je logaritemska, kar pomeni, da je vsaka sprememba enote enaka desetkratni spremembi koncentracije vodikovih ionov. Z drugimi besedami, raztopina s pH 6 je desetkrat bolj kisla od raztopine s pH 7, raztopina s pH 5 pa bo desetkrat bolj kisla od raztopine s pH 6 in stokrat bolj kisla od raztopine s pH 7. To pomeni, da ko uravnavate pH svoje hranilne raztopine in morate pH spremeniti za dve točki (na primer s 7,5 na 5,5), morate uporabiti desetkrat več regulatorja pH, kot če bi pH spremenili le za ena točka (od 7,5 do 6,5).

Metode za določanje pH vrednosti

Za določanje pH vrednosti raztopin se pogosto uporablja več metod. Vrednost pH lahko približno ocenimo z indikatorji, natančno izmerimo s pH metrom ali določimo analitično s kislinsko-bazično titracijo.

Kislinsko-bazični indikatorji

Za grobo oceno koncentracije vodikovih ionov se pogosto uporabljajo kislinsko-bazični indikatorji - organske barvne snovi, katerih barva je odvisna od pH medija. Najbolj znani indikatorji so lakmus, fenolftalein, metiloranž (metiloranž) in drugi. Indikatorji lahko obstajajo v dveh različno obarvanih oblikah – kislih ali bazičnih. Sprememba barve vsakega indikatorja se pojavi v svojem območju kislosti, običajno 1-2 enoti.

Univerzalni indikator

Za razširitev delovnega območja pH meritev se uporablja tako imenovani univerzalni indikator, ki je mešanica več indikatorjev. Univerzalni indikator zaporedno spreminja barvo od rdeče preko rumene, zelene, modre do vijolične pri prehodu iz kislega območja v bazično.

Raztopine takšnih zmesi - "univerzalni indikatorji" - so običajno impregnirani s trakovi "indikatorskega papirja", s pomočjo katerih lahko hitro (z natančnostjo enot pH ali celo desetin pH) določite kislost vodnih raztopin. v študiji. Za natančnejšo določitev barvo indikatorskega papirja, dobljeno pri nanosu kapljice raztopine, takoj primerjamo z referenčno barvno lestvico, katere videz je predstavljen na slikah.

Določanje pH z indikatorsko metodo je težko za motne ali obarvane raztopine.

Glede na to, da imajo optimalne pH vrednosti za hranilne raztopine v hidroponiki zelo ozek razpon (običajno od 5,5 do 6,5), uporabljam tudi druge kombinacije indikatorjev. Naš ima na primer delovno območje in lestvico od 4,0 do 8,0, zaradi česar je tak test natančnejši v primerjavi z univerzalnim indikatorskim papirjem.

pH meter

Uporaba posebne naprave - pH-metra - omogoča merjenje pH v širšem obsegu in natančneje (do 0,01 enote pH) kot z uporabo univerzalnih indikatorjev. Metoda je priročna in zelo natančna, še posebej po kalibraciji indikatorske elektrode v izbranem območju pH. Omogoča vam merjenje pH neprozornih in obarvanih raztopin in se zato pogosto uporablja.

Analitična volumetrična metoda

Natančne rezultate za določanje kislosti raztopin daje tudi analitska volumetrična metoda - kislinsko-bazična titracija. Raztopino znane koncentracije (titrant) dodamo po kapljicah v preskusno raztopino. Ko se zmešajo, pride do kemične reakcije. Ekvivalenčno točko - trenutek, ko je natanko dovolj titranta za popolno dokončanje reakcije - zabeležimo z indikatorjem. Nato se ob poznavanju koncentracije in prostornine dodane raztopine titranta izračuna kislost raztopine.

Vpliv temperature na pH vrednosti

Vrednost pH se lahko spreminja v širokem razponu s temperaturnimi spremembami. Tako ima 0,001 molska raztopina NaOH pri 20°C pH=11,73, pri 30°C pa pH=10,83. Vpliv temperature na vrednosti pH je razložen z različno disociacijo vodikovih ionov (H +) in ni eksperimentalna napaka. Temperaturnega učinka elektronika pH-metra ne more kompenzirati.

Prilagoditev pH hranilne raztopine

Nakisanje hranilne raztopine

Hranilno raztopino je običajno treba nakisati. Absorpcija ionov s strani rastlin povzroči postopno alkalizacijo raztopine. Vsako raztopino, ki ima pH 7 ali več, je treba najpogosteje prilagoditi na optimalni pH. Za nakisanje hranilne raztopine lahko uporabimo različne kisline. Najpogosteje se uporabljata žveplova ali fosforjeva kislina. Boljša rešitev za hidroponske raztopine so pufrski dodatki, kot sta in. Ti izdelki ne le dvignejo pH vrednosti na optimalno raven, ampak tudi stabilizirajo vrednosti za dolgo obdobje.

Pri prilagajanju pH s kislinami in alkalijami je treba nositi gumijaste rokavice, da preprečite opekline kože. Izkušen kemik spretno ravna s koncentrirano žveplovo kislino, kislino dodaja po kapljicah v vodo. Toda za začetnike hidroponiste je morda bolje, da se obrnete na izkušenega kemika in ga prosite, da pripravi 25% raztopino žveplove kisline. Med dodajanjem kisline raztopino mešamo in določimo njen pH. Ko poznate približno količino žveplove kisline, jo lahko dodate iz merilnega valja.

Žveplovo kislino moramo dodajati v majhnih porcijah, da ne zakisamo preveč raztopine, ki jo bomo nato morali ponovno alkalizirati. Za neizkušenega delavca se lahko kisanje in alkalizacija nadaljujeta v nedogled. Poleg izgube časa in reagentov taka regulacija neuravnoteži hranilno raztopino zaradi kopičenja rastlinam nepotrebnih ionov.

Alkalizacija hranilne raztopine

Raztopine, ki so preveč kisle, naredimo alkalne z natrijevim hidroksidom (natrijev hidroksid). Kot že ime pove, je jedka snov, zato je potrebna uporaba gumijastih rokavic. Priporočljivo je kupiti natrijev hidroksid v obliki tablet. V trgovinah z gospodinjskimi kemikalijami lahko natrijev hidroksid kupite kot čistilo za odtoke, kot je "Mole". Eno tableto raztopite v 0,5 litra vode in postopoma dodajajte alkalno raztopino hranilni raztopini ob stalnem mešanju in pogosto preverjajte njen pH. Nobeni matematični izračuni ne morejo določiti, koliko kisline ali alkalije je treba dodati v danem primeru.

Če želite gojiti več pridelkov na enem pladnju, jih morate izbrati tako, da ne sovpada le njihov optimalni pH, temveč tudi njihove potrebe po drugih rastnih dejavnikih. Na primer, rumene narcise in krizanteme potrebujejo pH 6,8, vendar različne ravni vlažnosti, zato jih ni mogoče gojiti v istem pladnju. Če daste narcisam enako količino vlage kot krizantemam, bodo čebulice narcis zgnile. V poskusih je rabarbara dosegla največji razvoj pri pH 6,5, vendar je lahko rasla tudi pri pH 3,5. Oves, ki ima raje pH približno 6, daje dobre pridelke pri pH 4, če se odmerek dušika v hranilni raztopini močno poveča. Krompir raste v precej širokem pH območju, vendar najbolje uspeva pri pH 5,5. Pod tem pH so tudi visoki pridelki gomoljev, ki pa prevzamejo kiselkast okus. Za doseganje največjega visokokakovostnega pridelka je treba pH hranilnih raztopin natančno prilagoditi.

domov » Uporabniki » Vpliv temperature na kislost raztopin. Odvisnost hitrosti encimske reakcije od temperature, pH in inkubacijskega časa Vpliv temperature na pH raztopine