KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 27.
Na podstawie przedstawionej na rysunku charakterystyki elektrody szklanej określ, w jakim przedziale pH funkcjonuje ona prawidłowo
Ilustracja przedstawia wykres zależności potencjału elektrody szklanej (SEM) od wartości pH roztworu.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Elektroda szklana ma określony zakres pH, w którym zachowuje prawidłową (użyteczną) charakterystykę – zwykle chodzi o obszar stabilnej, przewidywalnej pracy widoczny na wykresie. Z odczytu przedstawionej charakterystyki wynika, że poprawne działanie dotyczy przedziału "od 2 do 10", a poza nim rośnie błąd lub odpowiedź elektrody jest niewłaściwa.

Pełne wyjaśnienie:

Elektroda szklana jest czujnikiem wykorzystywanym w pH-metrii (pomiarze kwasowości/zasadowości). W praktyce przemysłowej nie zakłada się, że każda elektroda działa jednakowo dobrze w całym teoretycznym zakresie skali pH. O tym, w jakim zakresie pH czujnik pracuje prawidłowo, decyduje jego charakterystyka: stabilność wskazań, liniowość odpowiedzi oraz dopuszczalny błąd w funkcji pH.

Pytanie odwołuje się do charakterystyki elektrody szklanej przedstawionej na rysunku. W takich zadaniach należy odczytać z wykresu przedział, w którym elektroda spełnia kryterium "funkcjonuje prawidłowo" (np. ma właściwą czułość i nie wykazuje gwałtownych odchyleń). Wskazany przedział to "od 2 do 10", czyli zakres, w którym z rysunku wynika poprawne zachowanie elektrody.

  • Dlaczego "od 2 do 10" jest poprawne?
    To jedyny przedział, który odpowiada obszarowi pracy uznanemu na charakterystyce za prawidłowy. W tym zakresie oczekuje się przewidywalnej odpowiedzi i akceptowalnej dokładności pomiaru.
  • Dlaczego "od 0 do 14" jest błędne?
    To teoretyczny zakres skali pH, ale nie oznacza automatycznie, że konkretna elektroda zachowuje parametry metrologiczne w całym tym zakresie. Charakterystyka z rysunku ogranicza praktyczny zakres pracy.
  • Dlaczego "od 0 do 10" jest błędne?
    Obejmuje zbyt niskie pH w porównaniu do zakresu poprawnej pracy wskazanego na charakterystyce. W obszarze skrajnie kwaśnym elektroda może nie spełniać warunków poprawnego działania.
  • Dlaczego "od 2 do 14" jest błędne?
    Rozszerza zakres w stronę silnie zasadową, w której – zgodnie z charakterystyką – elektroda przestaje pracować prawidłowo lub błąd rośnie do poziomu nieakceptowalnego.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się "na podstawie charakterystyki/wykresu", nie wybieraj odpowiedzi na podstawie ogólnej wiedzy o skali pH. Najpierw ustal, gdzie na wykresie zaznaczono obszar poprawnej pracy (np. część liniową lub obszar spełniający warunek dopuszczalnego błędu), a dopiero potem dopasuj do niego przedział z odpowiedzi.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Elektroda szklana to czujnik stosowany do pomiaru pH metodą potencjometryczną. Reaguje na aktywność jonów wodorowych w roztworze, a pH-metr przelicza mierzony potencjał na wartość pH. W przemyśle chemicznym używa się jej do kontroli procesów, neutralizacji i korekty odczynu.
To przedział pH, w którym elektroda zapewnia stabilne i przewidywalne wskazania: odpowiednia czułość, mała histereza, akceptowalny błąd i brak gwałtownych odchyleń. Poza tym zakresem pomiar może być obarczony dużym błędem mimo że pH-metr pokazuje jakąś liczbę.
Zakres 0–14 to skala pH, a nie gwarantowany zakres pracy konkretnej elektrody. W skrajnie kwaśnych lub zasadowych roztworach pogarsza się odpowiedź elektrody (zwiększa się błąd, spada liniowość), a dodatkowo wpływają czynniki procesowe: temperatura, skład jonowy i zanieczyszczenia membrany.
Najpierw zidentyfikuj, co pokazują osie (np. błąd, czułość, potencjał lub inny parametr względem pH). Potem znajdź obszar oznaczony jako poprawna praca (często część stabilna/liniowa). Dopiero na końcu odczytaj granice pH tego obszaru i dopasuj do odpowiedzi.
Najczęściej pojawiają się: wolna odpowiedź (długi czas stabilizacji), dryft wskazań, niestabilność, brak powtarzalności oraz rosnący błąd względem wartości rzeczywistej. W automatyce procesowej może to prowadzić do złego sterowania dozowaniem kwasu/zasady i rozjechania parametrów procesu.
Kalibracja ustala zależność między sygnałem elektrody a pH na podstawie roztworów buforowych. Jeśli elektroda jest zużyta lub zabrudzona, kalibracja może nie "naprawić" problemu w całym zakresie, a jedynie dopasować punktowo. Dlatego zakres prawidłowej pracy wynika z charakterystyki i stanu elektrody.
Stosuje się wzorcowe roztwory buforowe o znanym pH, dobierane do spodziewanego zakresu pomiaru w procesie. W praktyce wykonuje się kalibrację co najmniej dwupunktową (dwa bufory), aby sprawdzić nachylenie i punkt zerowy. Dobór buforów powinien obejmować obszar pracy procesu.
Tak. Temperatura wpływa zarówno na właściwości roztworu, jak i na odpowiedź elektrody (czułość). Dlatego w pH-metrii często stosuje się kompensację temperatury, a pomiary w procesie wymagają utrzymania stabilnych warunków lub uwzględnienia zmian temperatury w ocenie jakości wskazań.
Bo pytanie dotyczy konkretnej elektrody i jej konkretnej charakterystyki. Rysunek może pokazywać ograniczenia modelu elektrody, stan zużycia lub warunki pracy, które zawężają zakres prawidłowego działania. Odpowiedź ma wynikać z odczytu danych z wykresu, a nie z ogólnej definicji pH.
Typowe błędy to: wybór "0–14" z przyzwyczajenia do skali pH, pomijanie kryterium "funkcjonuje prawidłowo" (czyli błędu/linearyzacji), niedokładne odczytanie granic z wykresu oraz mylenie zakresu osi wykresu z zakresem dopuszczalnej pracy czujnika.
info

Około 48% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Elektroda szklana ma określony zakres pH, w którym zachowuje prawidłową (użyteczną) charakterystykę – zwykle chodzi o obszar stabilnej, przewidywalnej pracy widoczny na wykresie."

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z metrologii i aparatury kontrolno-pomiarowej w przemyśle chemicznym (rozdział: pomiar pH)
  • Instrukcje producentów elektrod pH (karty katalogowe: zakres pH, temperatura, zastosowania)
  • Podręcznik z elektrochemii analitycznej (pH-metria, elektrody wskaźnikowe)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego