pH-målerens opbygning og betjeningsmekanisme
pH-måleren (surhedsgrad) er et instrument til at måle H plus-aktiviteten i opløsningen ved den potentiometriske metode. Værdien målt af pH-meteret er en metode, der bruges til at udtrykke opløsningens pH, som er udtrykt ved den negative logaritme af H plus ionkoncentrationen i opløsningen, dvs.: pH= ー lg[H plus ].
Det pH-måler, vi bruger, er sammensat af to dele: en elektrisk måler og en elektrode. Ved selve målingen nedsænkes elektroden i opløsningen, der skal måles, og koncentrationen af H plus ioner i opløsningen omdannes til et millivolt-niveauspændingssignal, som input til elmåleren. Den elektriske måler forstærker signalet og konverterer det til pH gennem logaritme, og derefter vises pH-værdien af millivolt-niveaudisplayinstrumentet.
pH-meteret bruger en glaselektrode som måleelektrode og en calomelelektrode som referenceelektrode. Ændringen af potentialet for glaselektroden forårsaget af ændringen af koncentrationen af hydrogenioner forårsager ændringen af potentialet mellem den og calomelelektroden, som skulle være i overensstemmelse med formlen (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
I formlen:
E-elektromotorisk kraft, mV;
E0-elektrode standard elektromotorisk kraft, mV;
R en molær gaskonstant;
T-absolut temperatur i Kelvin;
F - Faradays konstant.
Det kan ses af formlen (2-6), at temperaturen også er en vigtig indflydelsesfaktor ved måling af pH. Vi bør være opmærksomme på temperaturændringen og tage højde for den, når vi måler. På nuværende tidspunkt er de mest almindeligt anvendte pH-elektroder kompositelektroder, som har kombinerede glaselektroder og calomel-elektroder.
2. pH-elektrode
Elektroder er en integreret del af et pH-meter. pH-måling udføres af et kemisk batteri, der består af en måleelektrode og en referenceelektrode.
(1) pH-måleelektroden kaldes også den pH-indikerende elektrode, som reagerer på aktiviteten af hydrogenioner i opløsningen, og elektrodepotentialet ændres i overensstemmelse hermed. Næsten alle moderne pH-målere bruger glaselektroder som måleelektroder.
(2) Referenceelektroden (inert elektrode) reagerer ikke på aktiviteten af hydrogenioner i opløsningen. Ved pH-måling bruges den som en halvcelle med konstant potentiale til at danne et kemisk batteri med pH-måleelektroden, der giver og opretholder et fast referencepotentiale.
(3) En sammensat elektrode er en elektrode, der kombinerer en pH-måleelektrode og en referenceelektrode. Kompositelektroder påvirkes ikke af oxiderende og reducerende stoffer, har en hurtigere ligevægtshastighed og er meget udbredt. I øjeblikket bruges disse elektroder grundlæggende til pH-måling. Uanset glasindikatorelektroden eller glaskompositelektroden er de alle tyndfilmselektroder. Membranpotentialet har et Nernst-forhold til hydrogenionaktiviteten i den målte opløsning, hvilket afspejler tyndfilmselektrodens unikke egenskaber. Disse egenskaber påvirkes af selve elektroden og brugsbetingelserne. , og har en effekt på måleresultaterne.
