Mjerna elektroda za PH metar i način njezina odabira
Mjerna elektroda za antimon je polumetal s aktivnom površinom od čistog antimona. Kontakt antimona na elektrodi prolazi kroz kemijsku reakciju za stvaranje sloja vodikovog oksida. Razlog zašto antimonove elektrode mogu reagirati na pH kao druge elektrode je taj što ovaj oksidni sloj može osjetiti pH. Međutim, elektrode od antimona nisu tako dobre za mjerenje kao staklene ili ionski osjetljive elektrode s tranzistorom s efektom polja (ISFET), budući da je njihov odgovor na pH i temperaturu nelinearan. Njegova standardna temperatura ograničena je na 0-80~C, a standardni pH raspon je 2-11. Reakcije oksidacije ili deformacije mogu prekinuti mjerenje antimonskih elektroda. Na primjer, oksidacija ili deformacija uzrokovana prisutnošću klora ili sulfita. Budući da kontakti antimona mogu reagirati na moguću oksidaciju ili deformaciju. Antimonove elektrode sada se rijetko koriste za mjerenje pH, samo u procesima koji sadrže otopine fluorovodične kiseline. Budući da otopina fluorovodične kiseline s pH vrijednošću manjom ili jednakom 4 može brzo oštetiti staklene ili ionski osjetljive elektrode tranzistora s efektom polja (ISFET). Međutim, upotreba antimonskih elektroda u otopinama fluorovodične kiseline je također ograničena, jer je teško postići rezultate mjerenja kada je pH vrijednost manja ili jednaka 2.
Staklena mjerna elektroda uključuje stakleni poseban mehanizam koji može emitirati mV signal koji se mijenja s pH. Staklene elektrode obično pokazuju vrlo linearan mV odgovor na pH vrijednosti u rasponu od 1 do 12. Proizvođači staklenih elektroda općenito daju elektrode različitih debljina koje odgovaraju različitim temperaturnim uvjetima. Na primjer, prikladne su staklene elektrode s temperaturama u rasponu od 0 do 80~C ili 20 do 110~(2). Unatoč tome, debele staklene elektrode i dalje su krhke i sklone lomu ili lomu. Korištenje staklenih elektroda u otopinama s pH većim ili jednakim 11 može rezultirati pogreškama vezanim uz natrij, jer u usporedbi s otopinama s nižim koncentracijama vodika, staklene elektrode obično bolje reagiraju na otopine s višim koncentracijama natrija. Druge otopine, poput kalija, također su sklone ovoj reakciji. Očitavanja pH mjerenja niža od stvarne vrijednosti obično se javljaju pri pH 0. 1 do 0. 3. Otopine s visokim pH također mogu nagrizati elektrodu. Visoka temperatura i otopine s visokim pH mogu utjecati na reakciju staklenih elektroda na pH i skratiti im životni vijek. Za otopine visokog pH koriste se deblje staklene elektrode. Nasuprot tome, u otopinama s niskim pH, kao što je pH manji od ili jednak 1, staklena elektroda će proizvesti kiselinsku pogrešku. Budući da je omjer kiseline i vode visok u otopini, to će utjecati i na stakleni film i na odgovor elektrode. Osim toga, otopine s visokim koncentracijama kiseline mogu utjecati na točnost, a također je važno napomenuti da fluorovodična kiselina može korodirati i na kraju oštetiti staklenu elektrodu. Uobičajeno pravilo je da će fluorovodična kiselina ili otopine s pH manjim ili jednakim 4 skratiti životni vijek staklenih elektroda. Točnije objašnjenje je da su staklene elektrode nestabilne i mogu korodirati kada se mjere u 10 mol/L fluorovodične kiseline. U usporedbi sa staklenim elektrodama, antimonske mjerne elektrode imaju mnogo veću otpornost na koroziju fluorovodične kiseline.
3 Mjerna elektroda ionski osjetljivog tranzistora s efektom polja (ISFET) koristi se kao senzor od 1970-ih, ali se tek nedavno koristi u industrijskom mjerenju. Glavni razlog je taj što dizajn ISFET elektrode često proizvodi pogreške u mjerenju i treba je često kalibrirati svaki dan. Tranzistor s efektom polja osjetljiv na ione (ISFET performanse. U usporedbi sa staklenim elektrodama, nema pogreške natrija, a greška kiseline je mnogo manja u otopinama s niskim pH od staklenih elektroda. Reakcija oksidacije/deformacije neće prekinuti pH odgovor polja osjetljivog na ione Zapravo, do sada nije utvrđeno da ga ionski osjetljive tranzistorske elektrode mogu dati ispravan linearni mV odziv od pH 0-14 unutar pH raspona od l2, a antimonove elektrode mogu reagirati samo unutar pH raspona od 1 l. Štoviše, on je inherentno vrlo čvrst, dok su staklene elektrode krhke, pH elektroda ionski osjetljivih tranzistora s učinkom polja manje osjetljiv na kemijsku koroziju, kontaminaciju sonde i opće oštećenje od antimonskih ili staklenih elektroda. Međutim, trenutni dizajn još uvijek ima nedostataka. Podložniji je visokotemperaturnim korozivnim otopinama, iako može održati točnost mjerenja bolju od staklenih. ili antimonske elektrode. Fluorovodična kiselina također ga može brzo oštetiti. Osim toga, neka kemijska korozija zapravo uzrokuje veću koroziju ionski osjetljivih tranzistorskih elektroda s efektom polja nego staklenih ili antimonskih elektroda
