Estructura i mecanisme de funcionament del pH-metre
El mesurador de pH (acidesa) és un instrument per mesurar l'activitat H plus en la solució pel mètode potenciomètric. El valor mesurat pel pH-metre és un mètode utilitzat per expressar el pH de la solució, que s'expressa pel logaritme negatiu de la concentració d'ions H més a la solució, és a dir: pH= ー lg[H més ].
El pH-metre que fem servir està format per dues parts: un mesurador elèctric i un elèctrode. En la mesura real, l'elèctrode es submergeix a la solució que s'ha de mesurar i la concentració d'ions H més a la solució es converteix en un senyal de tensió de nivell de mil·livolts, que s'introdueix al comptador elèctric. El mesurador elèctric amplifica el senyal i el converteix en pH a través del logaritme, i després el pH es mostra amb l'instrument de visualització del nivell de mil·livolts.
El mesurador de pH utilitza un elèctrode de vidre com a elèctrode de mesura i un elèctrode de calomel com a elèctrode de referència. El canvi de potencial de l'elèctrode de vidre provocat pel canvi de la concentració d'ions d'hidrogen provoca el canvi de potencial entre aquest i l'elèctrode de calomel, que hauria d'ajustar-se a la fórmula (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
En la fórmula:
E-força electromotriu, mV;
E0-electrode força electromotriu estàndard, mV;
R una constant de gas molar;
T-temperatura absoluta en Kelvin;
F - constant de Faraday.
A la fórmula (2-6) es pot veure que la temperatura també és un factor d'influència important a l'hora de mesurar el pH. Hem de parar atenció al canvi de temperatura i tenir-lo en compte a l'hora de mesurar. Actualment, els elèctrodes de pH més utilitzats són els elèctrodes compostos, que combinen elèctrodes de vidre i elèctrodes de calomel.
2. Elèctrode de pH
Els elèctrodes són una part integral d'un mesurador de pH. La mesura del pH es realitza mitjançant una bateria química composta per un elèctrode de mesura i un elèctrode de referència.
(1) L'elèctrode de mesura de pH també s'anomena elèctrode indicador de pH, que respon a l'activitat dels ions d'hidrogen a la solució, i el potencial de l'elèctrode canvia en conseqüència. Gairebé tots els mesuradors de pH moderns utilitzen elèctrodes de vidre com a elèctrodes de mesura.
(2) L'elèctrode de referència (elèctrode inert) no té resposta a l'activitat dels ions d'hidrogen a la solució. En la mesura de pH, s'utilitza com a mitja cel·la amb potencial constant per formar una bateria química amb l'elèctrode de mesura de pH, proporcionant i mantenint un potencial de referència fix.
(3) Un elèctrode compost és un elèctrode que combina un elèctrode de mesura de pH i un elèctrode de referència. Els elèctrodes compostos no es veuen afectats per les substàncies oxidants i reductores, tenen una velocitat d'equilibri més ràpida i s'utilitzen àmpliament. Actualment, aquests elèctrodes s'utilitzen bàsicament en la mesura del pH. Independentment de l'elèctrode indicador de vidre o l'elèctrode compost de vidre, tots són elèctrodes de pel·lícula prima. El potencial de membrana té una relació de Nernst amb l'activitat dels ions d'hidrogen a la solució mesurada, que reflecteix les propietats úniques de l'elèctrode de pel·lícula prima. Aquestes propietats es veuen afectades pel propi elèctrode i les condicions d'ús. , i tenen un efecte en els resultats de mesura.
