Εισαγωγή στη Δομή ενός μετρητή pH
Ο μετρητής PH, γνωστός και ως μετρητής οξύτητας, αποτελείται κυρίως από τρία μέρη. Ο μετρητής οξύτητας PH είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο όργανο και εξοπλισμός. Με την ταχεία ανάπτυξη της εθνικής οικονομίας, το πεδίο εφαρμογής και η τεχνολογία των μετρητών οξύτητας pH βελτιώνονται συνεχώς και υπάρχουν πολλές ποικιλίες μετρητών pH. Διάφοροι μετρητές οξύτητας χρησιμοποιούνται για την ακριβή μέτρηση των τιμών οξύτητας και αλκαλικότητας των υγρών μέσων, όπως στη βιομηχανική παραγωγή και επεξεργασία, σε δοκιμές τροφίμων και σε άλλους τομείς. Ένας μετρητής pH σε συνδυασμό με ένα αντίστοιχο επιλεκτικό ηλεκτρόδιο ιόντων μπορεί επίσης να μετρήσει την τιμή MV του δυναμικού ηλεκτροδίου ιόντων. Η χρήση ενός μετρητή pH και ενός μετρητή οξύτητας για τη μέτρηση του δυναμικού είναι η πιο ακριβής μέθοδος για τη μέτρηση του pH. Για τους πρώτους-χρήστες μετρητών pH, είναι απαραίτητο να έχουν μια βασική κατανόησή τους. Ποια είναι τα τρία κύρια δομικά συστατικά των pHμετρών;
1. Ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς.
2. Ένα γυάλινο ηλεκτρόδιο του οποίου το δυναμικό εξαρτάται από το pH του περιβάλλοντος διαλύματος.
3. Ένας μετρητής ρεύματος που μπορεί να μετρήσει μικρές διαφορές δυναμικού σε κυκλώματα με υψηλή αντίσταση.
Ακολουθούν ξεχωριστές επεξηγήσεις των κύριων λειτουργιών κάθε στοιχείου:
1. Η βασική λειτουργία ενός ηλεκτροδίου αναφοράς είναι να διατηρεί σταθερό δυναμικό ως στοιχείο ελέγχου για τη μέτρηση διαφόρων δυναμικών απόκλισης. Το ηλεκτρόδιο οξειδίου του αργύρου είναι σήμερα το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο ηλεκτρόδιο αναφοράς για το pH.
2. Η λειτουργία ενός ηλεκτροδίου γυαλιού είναι να δημιουργήσει μια διαφορά δυναμικού που αντιδρά στις αλλαγές στη δραστηριότητα ιόντων υδρογόνου του μετρούμενου διαλύματος. Με την τοποθέτηση του ευαίσθητου στο pH ηλεκτροδίου και του ηλεκτροδίου αναφοράς στο ίδιο διάλυμα, σχηματίζεται ένα πρωτεύον στοιχείο, του οποίου το δυναμικό είναι το αλγεβρικό άθροισμα των δυναμικών του γυάλινου ηλεκτροδίου και του ηλεκτροδίου αναφοράς. Ε-μπαταρία=Ε-αναφορά+Ε-γυαλί. Εάν η θερμοκρασία είναι σταθερή, το δυναμικό αυτής της μπαταρίας αλλάζει ανάλογα με το pH του προς μέτρηση διαλύματος. Ωστόσο, η μέτρηση του δυναμικού που δημιουργεί η μπαταρία σε ένα pHόμετρο είναι δύσκολη επειδή η ηλεκτροκινητική της δύναμη είναι πολύ μικρή και η σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος είναι πολύ μεγάλη και κυμαίνεται από 1-100M Ω. Επομένως, το σήμα πρέπει να ενισχυθεί αρκετά ώστε να οδηγεί ένα τυπικό μιλιβολτόμετρο ή χιλιοστάμετρο.
3. Η λειτουργία ενός αμπερόμετρου είναι να ενισχύει το δυναμικό της κύριας μπαταρίας πολλές φορές και το ενισχυμένο σήμα εμφανίζεται μέσω του αμπερόμετρου. Ο βαθμός εκτροπής του δείκτη του αμπερόμετρου δείχνει την ισχύ του σήματος που ωθεί. Για πρακτική χρήση, ο επιλογέας του αμπερόμετρου pH είναι χαραγμένος με την αντίστοιχη τιμή pH. Ο ψηφιακός μετρητής pH εμφανίζει απευθείας την τιμή του pH σε αριθμούς.
