Principiul și structura pH-metrului
1. pH-metru
pH-metrul (aciditatea) este un instrument pentru măsurarea activității H plus în soluție prin metoda potențiometrică. Valoarea măsurată de pH-metru este o metodă folosită pentru a exprima pH-ul soluției, care este exprimată prin logaritmul negativ al concentrației de ioni H plus în soluție, adică: pH= ー lg[H plus ].
pH-metrul pe care îl folosim este compus din două părți: un contor electric și un electrod. În măsurarea efectivă, electrodul este scufundat în soluția de măsurat, iar concentrația de ioni H plus din soluție este convertită într-un semnal de tensiune de nivel de milivolt, care este introdus la contorul electric. Contorul electric amplifică semnalul și îl convertește în pH prin logaritm, iar apoi pH-ul este afișat de instrumentul de afișare a nivelului de milivolt.
pH-metrul folosește un electrod de sticlă ca electrod de măsurare și un electrod de calomel ca electrod de referință. Modificarea potențialului electrodului de sticlă cauzată de modificarea concentrației ionilor de hidrogen determină modificarea potențialului dintre acesta și electrodul de calomel, care ar trebui să respecte formula (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
In formula:
E-forța electromotoare, mV;
E0-electrod forță electromotoare standard, mV;
R este o constantă molară a gazului;
T este temperatura absolută în Kelvin;
F este constanta Faraday.
Din formula (2-6) se poate observa că temperatura este, de asemenea, un factor de influență important atunci când se măsoară pH-ul. Ar trebui să fim atenți la schimbarea temperaturii și să o luăm în considerare atunci când măsurăm. În prezent, electrozii de pH cei mai des utilizați sunt electrozii compoziți, care au electrozi de sticlă combinați și electrozi de calomel.
2. electrod de pH
Electrozii sunt parte integrantă a unui pH-metru. Măsurarea pH-ului este realizată de o baterie chimică compusă dintr-un electrod de măsurare și un electrod de referință.
(1) Electrodul de măsurare a pH-ului este numit și electrod indicator de pH, care răspunde la activitatea ionilor de hidrogen din soluție, iar potențialul electrodului se modifică în consecință. Aproape toate pH-metrele moderne folosesc electrozi de sticlă ca electrozi de măsurare.
(2) Electrodul de referință (electrodul inert) nu are niciun răspuns la activitatea ionilor de hidrogen din soluție. În măsurarea pH-ului, acesta acționează ca o semicelulă cu potențial constant și formează o baterie chimică cu electrodul de măsurare a pH-ului, furnizând și menținând un potențial de referință fix.
(3) Un electrod compozit este un electrod care combină un electrod de măsurare a pH-ului și un electrod de referință. Electrozii compoziți nu sunt afectați de substanțele oxidante și reducătoare, au o viteză de echilibru mai mare și sunt utilizați pe scară largă. În prezent, acești electrozi sunt utilizați practic în măsurarea pH-ului. Indiferent de electrodul indicator din sticlă sau electrodul compozit din sticlă, toți sunt electrozi cu peliculă subțire. Potențialul membranei are o relație Nernst cu activitatea ionului de hidrogen din soluția măsurată, care reflectă proprietățile unice ale electrodului cu peliculă subțire. Aceste proprietăți sunt afectate de electrodul în sine și de condițiile de utilizare. și au un efect asupra rezultatelor măsurătorilor.
