A pH-mérő elve és felépítése
1.pH mérő
A pH (savasság) mérő olyan műszer, amely potenciometriás módszerrel méri az oldat H+ aktivitását. A pH-mérővel mért érték az oldat pH-értékének kifejezésére szolgáló módszer. Ezt az oldat H+ ionkoncentrációjának negatív logaritmusa fejezi ki, azaz: pH=ーlg[H+].
Az általunk használt pH-mérő két részből áll: egy elektromos mérőből és egy elektródából. A tényleges mérés során az elektródát a mérendő oldatba merítjük, és az oldatban lévő H+ ionkoncentrációt millivoltos szintű feszültségjellé alakítjuk, amely a villanymérőbe kerül. Az elektromos mérőműszer felerősíti a jelet és logaritmikusan pH-értékké alakítja, majd a millivoltos szintkijelző mutatja a pH-t.
A pH-mérő üvegelektródát használ mérőelektródaként és kalomelelektródát referenciaelektródaként. Az üvegelektróda potenciáljában a hidrogénion-koncentráció változása által okozott változás változást okoz az üvegelektród és a kalomel elektród közötti potenciálban, aminek meg kell felelnie a (2-6) képletnek.
E=E0-2.3026RT/F…………(2-6)
A képletben:
E - elektromotoros erő, mV;
E0 - elektród standard elektromotoros erő, mV;
R a gázállandó mólonként;
T az abszolút hőmérséklet Kelvinben;
F - Faraday állandó.
A (2-6) egyenletből látható, hogy a hőmérséklet is fontos tényező a pH mérésénél. A mérésnél figyelni kell a hőmérséklet változására és azt figyelembe kell venni. Jelenleg a legtöbb pH-elektróda kompozit elektróda, amely üvegelektródákat és kalomelelektródákat egyesít.
2.pH elektróda
Az elektróda a pH-mérő elengedhetetlen része. A pH-mérés egy mérőelektródával és egy referenciaelektródával ellátott vegyi elem kialakításával fejeződik be.
(1) A pH-mérő elektród, más néven pH-jelző elektród, reagál az oldatban lévő hidrogénionok aktivitására, és ennek megfelelően változik az elektródpotenciál. Szinte minden modern pH-mérő üvegelektródát használ mérőelektródákként.
(2) A referenciaelektród (inert elektród) nem reagál az oldatban lévő hidrogénionok aktivitására. A pH mérésnél állandó potenciálú félcellaként szolgál, és a pH-mérő elektródával vegyi elemet képez, fix referenciapotenciált biztosítva és fenntartva.
(3) A kompozit elektróda olyan elektróda, amely egy pH-mérőelektródát és egy referenciaelektródát egyesít. A kompozit elektródákat nem befolyásolják oxidáló és redukáló anyagok, gyors egyensúlyi sebességgel rendelkeznek, és széles körben használják. Jelenleg ezeket az elektródákat alapvetően pH mérésre használják. Függetlenül attól, hogy az üveg indikátorelektróda vagy az üvegkompozit elektróda vékonyréteg-elektróda, a membránpotenciálnak Nernst-féle kapcsolata van a mért oldat hidrogénion-aktivitásával, ami a vékonyréteg-elektróda egyedi tulajdonságait tükrözi. Ezeket a tulajdonságokat maga az elektróda és a használati feltételek befolyásolják. , és hatással vannak a mérési eredményekre.
