Elèctrode de mesura del mesurador de pH i el seu mètode de selecció
L'elèctrode de mesura d'antimoni és un semimetall amb una superfície activa d'antimoni pur. El contacte d'antimoni de l'elèctrode experimenta una reacció química per produir una capa d'òxid d'hidrogen. La raó per la qual els elèctrodes d'antimoni poden respondre al pH com altres elèctrodes és perquè aquesta capa d'òxid pot detectar el pH. Tanmateix, els elèctrodes d'antimoni no són tan bons com els elèctrodes de transistor d'efecte de camp sensible a ions (ISFET) per a la mesura, ja que la seva resposta al pH i la temperatura és no lineal. La seva temperatura estàndard està limitada a 0-80~C i el rang de pH estàndard és 2-11. Les reaccions d'oxidació o deformació poden interrompre la mesura dels elèctrodes d'antimoni. Per exemple, oxidació o deformació provocada per la presència de clor o sulfit. Perquè els contactes d'antimoni poden respondre a una possible oxidació o deformació. Els elèctrodes d'antimoni ara s'utilitzen poques vegades per mesurar el pH, només en processos que contenen solucions d'àcid fluorhídric. Perquè una solució d'àcid fluorhídric amb un valor de pH inferior o igual a 4 pot danyar ràpidament els elèctrodes de vidre o transistor d'efecte de camp (ISFET) sensible a ions. Tanmateix, l'ús d'elèctrodes d'antimoni en solucions d'àcid fluorhídric també és limitat, ja que és difícil aconseguir resultats de mesura quan el valor de pH és inferior o igual a 2.
L'elèctrode de mesura de vidre inclou un mecanisme especial de vidre que pot emetre un senyal mV que canvia amb el pH. Els elèctrodes de vidre solen presentar una resposta molt lineal en mV als valors de pH que van d'1 a 12. Els fabricants d'elèctrodes de vidre generalment proporcionen elèctrodes de diferents gruixos per adaptar-se a diferents condicions de temperatura. Per exemple, són adequats els elèctrodes de vidre amb temperatures que oscil·len entre 0 i 80~C o entre 20 i 110~(2). Tot i així, els elèctrodes de vidre gruixuts encara són fràgils i propensos a trencar-se o trencar-se. L'ús d'elèctrodes de vidre en solucions amb un pH superior o igual a 11 pot provocar errors de sodi, en comparació amb solucions amb concentracions més baixes d'hidrogen, els elèctrodes de vidre solen respondre més a solucions amb concentracions de sodi més altes. Altres solucions, com el potassi, també són propenses a aquesta reacció. Les lectures de mesura de pH inferiors al valor real generalment es produeixen a un pH de 0,1 a 0,3. Les solucions de pH alt també poden corroir l'elèctrode. Les solucions d'alta temperatura i pH elevat poden afectar la resposta dels elèctrodes de vidre al pH i escurçar-ne la vida útil. Els elèctrodes de vidre més gruixuts s'utilitzen per a solucions de pH alt. En canvi, en solucions de pH baix, com ara pH inferior o igual a 1, l'elèctrode de vidre produirà un error àcid. Com que la proporció d'àcid a aigua és alta a la solució, tant la pel·lícula de vidre com la resposta de l'elèctrode es veuran afectades. A més, les solucions amb concentracions elevades d'àcid poden afectar la precisió, i també és important tenir en compte que l'àcid fluorhídric pot corroir i, finalment, danyar l'elèctrode de vidre. Una regla habitual és que l'àcid fluorhídric o les solucions amb pH inferior o igual a 4 escurçaran la vida útil dels elèctrodes de vidre. Una explicació més precisa és que els elèctrodes de vidre són inestables i es poden corroir quan es mesuren en àcid fluorhídric 10 mol/L. En comparació amb els elèctrodes de vidre, els elèctrodes de mesura d'antimoni tenen una resistència molt més forta a la corrosió de l'àcid fluorhídric.
3 L'elèctrode de mesura del transistor d'efecte de camp sensible a ions (ISFET) s'ha utilitzat com a sensor des dels anys 70, però només recentment s'ha utilitzat en mesures industrials. El motiu principal és que el disseny de l'elèctrode ISFET sovint produeix errors de mesura i s'ha de calibrar amb freqüència cada dia. El transistor d'efecte de camp sensible a ions (rendiment ISFET. En comparació amb els elèctrodes de vidre, no té error de sodi i l'error àcid és molt més petit en solucions de pH baix que els elèctrodes de vidre. La reacció d'oxidació/deformació no interromprà la resposta del pH del camp sensible a ions). Els transistors d'efecte, fins ara, no s'han trobat interromputs per cap circumstància dins del rang de pH de l2, i els elèctrodes d'antimoni només poden respondre dins del rang de pH d'1l A més, és inherentment molt robust, mentre que els elèctrodes de vidre són fràgils en molts entorns de mesura, l'elèctrode de pH dels transistors d'efecte de camp és sensible menys susceptible a la corrosió química, la contaminació de la sonda i els danys generals que l'antimoni o els elèctrodes de vidre. Tanmateix, el disseny actual encara té defectes. o elèctrodes d'antimoni. L'àcid fluorhídric també pot danyar-lo ràpidament. A més, una mica de corrosió química en realitat provoca una corrosió més severa dels elèctrodes de transistors d'efecte de camp sensibles als ions que els elèctrodes de vidre o d'antimoni.
