Prinsippet og strukturen til pH-meter
1. pH-meter
pH-måleren (suritetsmåleren) er et instrument for å måle H pluss-aktiviteten i løsningen ved hjelp av den potensiometriske metoden. Verdien målt av pH-meteret er en metode som brukes til å uttrykke pH i løsningen, som uttrykkes ved den negative logaritmen til H pluss ionekonsentrasjonen i løsningen, det vil si: pH= ー lg[H pluss ].
pH-måleren vi bruker består av to deler: en elektrisk måler og en elektrode. I selve målingen senkes elektroden ned i løsningen som skal måles, og konsentrasjonen av H pluss-ioner i løsningen omdannes til et millivoltnivåspenningssignal, som sendes inn til den elektriske måleren. Den elektriske måleren forsterker signalet og konverterer det til pH ved hjelp av logaritme, og deretter vises pH av instrumentet for millivoltnivåvisning.
pH-måleren bruker en glasselektrode som måleelektrode og en kalomelelektrode som referanseelektrode. Endringen i potensialet til glasselektroden forårsaket av endringen i konsentrasjonen av hydrogenioner forårsaker endringen av potensialet mellom den og kalomelelektroden, som skal samsvare med formelen (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
I formelen:
E-elektromotorisk kraft, mV;
E0-elektrode standard elektromotorisk kraft, mV;
R er en molar gasskonstant;
T er den absolutte temperaturen i Kelvin;
F er Faraday-konstanten.
Det kan ses av formelen (2-6) at temperaturen også er en viktig påvirkningsfaktor ved måling av pH. Vi bør ta hensyn til temperaturendringen og ta hensyn til den når vi måler. For tiden er de mest brukte pH-elektrodene komposittelektroder, som har kombinerte glasselektroder og kalomelelektroder.
2. pH-elektrode
Elektroder er en integrert del av en pH-meter. pH-måling utføres av et kjemisk batteri som består av en måleelektrode og en referanseelektrode.
(1) pH-måleelektroden kalles også den pH-indikerende elektroden, som reagerer på aktiviteten til hydrogenioner i løsningen, og elektrodepotensialet endres tilsvarende. Nesten alle moderne pH-målere bruker glasselektroder som måleelektroder.
(2) Referanseelektroden (inert elektrode) har ingen respons på aktiviteten til hydrogenioner i løsningen. Ved pH-måling fungerer den som en halvcelle med konstant potensial og danner et kjemisk batteri med pH-måleelektroden, som gir og opprettholder et fast referansepotensial.
(3) En komposittelektrode er en elektrode som kombinerer en pH-måleelektrode og en referanseelektrode. Komposittelektroder påvirkes ikke av oksiderende og reduserende stoffer, har en raskere likevektshastighet og er mye brukt. For tiden brukes disse elektrodene i utgangspunktet i pH-måling. Uavhengig av glassindikatorelektroden eller glasskomposittelektroden, er de alle tynnfilmselektroder. Membranpotensialet har et Nernst-forhold til hydrogenionaktiviteten i den målte løsningen, noe som gjenspeiler de unike egenskapene til tynnfilmelektroden. Disse egenskapene påvirkes av selve elektroden og bruksforholdene. , og har en effekt på måleresultatene.
