Η αρχή και η δομή ενός μετρητή pH
1.pHόμετρο
Ο μετρητής pH (οξύτητα) είναι ένα όργανο που μετρά τη δραστηριότητα Η+ σε ένα διάλυμα χρησιμοποιώντας την ποτενσιομετρική μέθοδο. Η τιμή που μετράται με ένα pHόμετρο είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για την έκφραση του pH ενός διαλύματος. Εκφράζεται με τον αρνητικό λογάριθμο της συγκέντρωσης ιόντων Η+ στο διάλυμα, δηλαδή: pH=ーlg[H+].
Το pHόμετρο που χρησιμοποιούμε αποτελείται από δύο μέρη: έναν ηλεκτρικό μετρητή και ένα ηλεκτρόδιο. Στην πραγματική μέτρηση, το ηλεκτρόδιο βυθίζεται στο προς μέτρηση διάλυμα και η συγκέντρωση ιόντων Η+ στο διάλυμα μετατρέπεται σε σήμα τάσης επιπέδου millivolt, το οποίο εισάγεται στον ηλεκτρικό μετρητή. Ο ηλεκτρικός μετρητής ενισχύει το σήμα και το μετατρέπει λογαριθμικά σε pH και, στη συνέχεια, ο μετρητής ένδειξης επιπέδου millivolt εμφανίζει το pH.
Ο μετρητής pH χρησιμοποιεί ένα γυάλινο ηλεκτρόδιο ως ηλεκτρόδιο μέτρησης και ένα ηλεκτρόδιο καλομέλας ως ηλεκτρόδιο αναφοράς. Η αλλαγή στο δυναμικό του ηλεκτροδίου γυαλιού που προκαλείται από την αλλαγή στη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου προκαλεί αλλαγή στο δυναμικό μεταξύ αυτού και του ηλεκτροδίου καλομέλας, το οποίο θα πρέπει να συμμορφώνεται με τον τύπο (2-6)
E=}0-2.3026RT/F…………(2-6)
Στον τύπο:
E - ηλεκτροκινητική δύναμη, mV;
Τυπική ηλεκτροκινητήρια δύναμη E0 -, mV;
R είναι η σταθερά αερίου ανά mole.
T είναι η απόλυτη θερμοκρασία σε Kelvin.
F - Η σταθερά του Faraday.
Μπορεί να φανεί από την εξίσωση (2-6) ότι η θερμοκρασία είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας κατά τη μέτρηση του pH. Κατά τη μέτρηση, θα πρέπει να προσέχετε την αλλαγή της θερμοκρασίας και να τη λάβετε υπόψη. Επί του παρόντος, τα περισσότερα από τα κοινώς χρησιμοποιούμενα ηλεκτρόδια για το pH είναι σύνθετα ηλεκτρόδια, τα οποία συνδυάζουν ηλεκτρόδια γυαλιού και ηλεκτρόδια καλομέλας.
Ηλεκτρόδιο 2.pH
Το ηλεκτρόδιο είναι απαραίτητο μέρος του μετρητή pH. Η μέτρηση του pH ολοκληρώνεται με το σχηματισμό μιας χημικής μπαταρίας με ένα ηλεκτρόδιο μέτρησης και ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς.
(1) Το ηλεκτρόδιο μέτρησης του pH, που ονομάζεται επίσης ηλεκτρόδιο ένδειξης pH, ανταποκρίνεται στη δραστηριότητα των ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα και το δυναμικό του ηλεκτροδίου αλλάζει ανάλογα. Σχεδόν όλοι οι σύγχρονοι μετρητές pH χρησιμοποιούν γυάλινα ηλεκτρόδια ως ηλεκτρόδια μέτρησης.
(2) Το ηλεκτρόδιο αναφοράς (αδρανές ηλεκτρόδιο) δεν έχει καμία απόκριση στη δραστηριότητα των ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα. Στη μέτρηση του pH, χρησιμεύει ως ημικύτταρο με σταθερό δυναμικό και σχηματίζει μια χημική μπαταρία με το ηλεκτρόδιο μέτρησης του pH, παρέχοντας και διατηρώντας ένα σταθερό δυναμικό αναφοράς.
(3) Ένα σύνθετο ηλεκτρόδιο είναι ένα ηλεκτρόδιο που συνδυάζει ένα ηλεκτρόδιο μέτρησης pH και ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς. Τα σύνθετα ηλεκτρόδια δεν επηρεάζονται από οξειδωτικές και αναγωγικές ουσίες, έχουν γρήγορη ταχύτητα ισορροπίας και χρησιμοποιούνται ευρέως. Επί του παρόντος, αυτά τα ηλεκτρόδια χρησιμοποιούνται βασικά για τη μέτρηση του pH. Ανεξάρτητα από το αν το ηλεκτρόδιο ένδειξης γυαλιού ή το ηλεκτρόδιο από σύνθετο γυαλί είναι ένα ηλεκτρόδιο λεπτής μεμβράνης, το δυναμικό της μεμβράνης έχει σχέση Nernst με τη δραστηριότητα ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα που μετράται, αντανακλώντας τις μοναδικές ιδιότητες του ηλεκτροδίου λεπτής μεμβράνης. Αυτές οι ιδιότητες επηρεάζονται από το ίδιο το ηλεκτρόδιο και τις συνθήκες χρήσης. και έχουν αντίκτυπο στα αποτελέσματα των μετρήσεων.
