Principi bàsic de la mesura del pH
El mètode de mesura de corrent zero conegut i antic utilitzat per determinar els processos de reaccions químiques és probablement la mesura del pH. En termes generals, la mesura del pH s'utilitza per determinar l'acidesa o l'alcalinitat d'una solució. Fins i tot l'aigua químicament pura té una quantitat de traça de dissociació, i la seva equació d'ionització és: H2O H2O=H3O-OH - (1) A causa del fet que només es dissocia una quantitat molt petita d'aigua, la concentració molar de Els ions són generalment un exponent de potència negatiu. Per evitar l'ús de l'exponent de potència negativa de la concentració molar per als càlculs, el biòleg Sorensen va suggerir el 1909 substituir aquest valor incòmode per logaritme i definir-lo com a "valor de pH". Matemàticament, el valor del pH es defineix com el logaritme negatiu de la concentració d'ions d'hidrogen que s'utilitza habitualment. És a dir, pH=un log [H]
(2) A causa de la forta dependència del producte iònic de la temperatura, per al valor del pH del control del procés, és necessari conèixer simultàniament les característiques de temperatura de la solució. Només quan el medi mesurat està a la mateixa temperatura es pot comparar el seu valor de pH. Per tal d'obtenir un valor de pH reproduïble, s'utilitza l'anàlisi potenciomètrica per mesurar el pH. L'elèctrode utilitzat en el mètode d'anàlisi de potencial s'anomena bateria primària. El voltatge d'aquesta bateria s'anomena força electromotriu (EMF). Aquesta força electromotriu (EMF) consta de dues bateries i mitja. Una de les mitges cèl·lules s'anomena elèctrode de mesura, i el seu potencial està relacionat amb una activitat iònica específica; L'altra mitja cel·la és una mitja cel·la de referència, comunament denominada elèctrode de referència, que normalment està connectada a la solució de mesura i connectada a un mesurador de pH industrial. L'elèctrode d'hidrogen estàndard és el punt de referència per a totes les mesures potencials. L'elèctrode d'hidrogen estàndard és un fil de platí que està galvanitzat (revestit) amb clorur de platí i envoltat de gas hidrogen. L'elèctrode indicador de pH més conegut i utilitzat és un elèctrode de vidre. És un tub de vidre amb una pel·lícula de vidre sensible al pH bufada al final. El tub s'omple amb una solució tampó KCI que conté AgCI saturat, amb un valor de pH de 7. La diferència de potencial que hi ha a banda i banda de la pel·lícula de vidre i reflecteix el valor de pH segueix la fórmula de Nernst: E=Eo. 1n [H3oq (3) n.] A la fórmula, E és el potencial; E és la tensió estàndard de l'elèctrode; R és la constant del gas; T és la temperatura Kelvin; F és la constant de Faraday; N és la valència de l'ió mesurat; [HO] és l'activitat de l'ió H O. Com es pot veure a l'equació anterior, hi ha una certa relació entre el potencial E i l'activitat i la temperatura dels ions H O. A una determinada temperatura, mesurant el potencial E es pot calcular ln [HO] (convertit en un log [HO] per obtenir pH), que és el principi bàsic de la detecció de pH. En la fórmula de Nernst, la temperatura té un paper important com a variable. A mesura que augmenta la temperatura, el valor potencial també augmentarà. Per cada 1 grau d'augment de temperatura, provocarà un canvi potencial de 0,2 mV/pH. Representat pel valor de pH, el valor de pH varia en 0,0033 per LPH per I~C. Això vol dir que per a mesures al voltant de 20-30 graus i 7 pH, no cal compensar els canvis de temperatura; Per a aplicacions amb temperatures superiors a 30 graus o inferiors a 20 graus i valors de pH superiors a 8 o inferiors a 6, els canvis de temperatura s'han de compensar.
