Δομή και μηχανισμός λειτουργίας του μετρητή pH
Ο μετρητής pH (οξύτητα) είναι ένα όργανο για τη μέτρηση της δραστικότητας Η συν στο διάλυμα με την ποτενσιομετρική μέθοδο. Η τιμή που μετράται από το pHmeter είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για την έκφραση του pH του διαλύματος, το οποίο εκφράζεται με τον αρνητικό λογάριθμο της συγκέντρωσης ιόντων Η συν στο διάλυμα, δηλαδή: pH= ー lg[H plus ].
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 των ιόντων Η συν στο διάλυμα μετατρέπεται σε σήμα τάσης επιπέδου millivolt, το οποίο εισάγεται στον ηλεκτρικό μετρητή. Ο ηλεκτρικός μετρητής ενισχύει το σήμα και το μετατρέπει σε pH μέσω του λογαρίθμου και στη συνέχεια το pH εμφανίζεται από το όργανο ένδειξης στάθμης millivolt.
Το pHόμετρο χρησιμοποιεί ένα γυάλινο ηλεκτρόδιο ως ηλεκτρόδιο μέτρησης και ένα ηλεκτρόδιο καλομέλας ως ηλεκτρόδιο αναφοράς. Η αλλαγή του δυναμικού του γυάλινου ηλεκτροδίου που προκαλείται από την αλλαγή της συγκέντρωσης των ιόντων υδρογόνου προκαλεί την αλλαγή του δυναμικού μεταξύ αυτού και του ηλεκτροδίου καλομέλας, το οποίο θα πρέπει να συμμορφώνεται με τον τύπο (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
Στον τύπο:
E-ηλεκτροκινητική δύναμη, mV;
Ε0-τυποποιημένη ηλεκτροκινητική δύναμη ηλεκτροδίου, mV;
R μια μοριακή σταθερά αερίου.
T-απόλυτη θερμοκρασία σε Kelvin;
F - Η σταθερά του Faraday.
Μπορεί να φανεί από τον τύπο (2-6) ότι η θερμοκρασία είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τη μέτρηση του pH. Θα πρέπει να προσέχουμε την αλλαγή της θερμοκρασίας και να τη λαμβάνουμε υπόψη κατά τη μέτρηση. Επί του παρόντος, τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα ηλεκτρόδια pH είναι τα σύνθετα ηλεκτρόδια, τα οποία έχουν συνδυασμένα ηλεκτρόδια γυαλιού και ηλεκτρόδια καλομέλας.
2. Ηλεκτρόδιο pH
Τα ηλεκτρόδια αποτελούν αναπόσπαστο μέρος ενός μετρητή pH. Η μέτρηση του pH πραγματοποιείται από μια χημική μπαταρία που αποτελείται από ένα ηλεκτρόδιο μέτρησης και ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς.
(1) Το ηλεκτρόδιο μέτρησης του pH ονομάζεται επίσης ηλεκτρόδιο ένδειξης pH, το οποίο 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 ανταποκρίνεται στη δραστηριότητα των ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα. Στη μέτρηση του pH, χρησιμοποιείται ως ημικύτταρο με σταθερό δυναμικό για να σχηματίσει μια χημική μπαταρία με το ηλεκτρόδιο μέτρησης pH, παρέχοντας και διατηρώντας ένα σταθερό δυναμικό αναφοράς.
(3) Ένα σύνθετο ηλεκτρόδιο είναι ένα ηλεκτρόδιο που συνδυάζει ένα ηλεκτρόδιο μέτρησης του pH και ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς. Τα σύνθετα ηλεκτρόδια δεν επηρεάζονται από οξειδωτικές και αναγωγικές ουσίες, έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα ισορροπίας και χρησιμοποιούνται ευρέως. Επί του παρόντος, αυτά τα ηλεκτρόδια χρησιμοποιούνται βασικά στη μέτρηση του pH. Ανεξάρτητα από το ηλεκτρόδιο ένδειξης γυαλιού ή το σύνθετο ηλεκτρόδιο γυαλιού, είναι όλα ηλεκτρόδια λεπτής μεμβράνης. Το δυναμικό της μεμβράνης έχει σχέση Nernst με τη δραστηριότητα ιόντων υδρογόνου στο μετρούμενο διάλυμα, η οποία αντανακλά τις μοναδικές ιδιότητες του ηλεκτροδίου λεπτής μεμβράνης. Αυτές οι ιδιότητες επηρεάζονται από το ίδιο το ηλεκτρόδιο και τις συνθήκες χρήσης. , και έχουν επίδραση στα αποτελέσματα των μετρήσεων.
