Princip i struktura pH metra
1.pH metar
pH (aciditet) metar je instrument koji potenciometrijskom metodom mjeri aktivnost H+ u otopini. Vrijednost izmjerena pH metrom je metoda koja se koristi za izražavanje pH otopine. Izražava se negativnim logaritmom koncentracije H+ iona u otopini, to jest: pH=ーlg[H+].
pH metar koji koristimo sastoji se od dva dijela: električnog mjerača i elektrode. U stvarnom mjerenju, elektroda je uronjena u otopinu koja se mjeri, a koncentracija H+ iona u otopini se pretvara u naponski signal na milivoltnoj razini, koji se unosi u električno brojilo. Električni mjerač pojačava signal i logaritamski ga pretvara u pH, a zatim mjerač razine u milivoltima prikazuje pH.
pH metar koristi staklenu elektrodu kao mjernu elektrodu i kalomel elektrodu kao referentnu elektrodu. Promjena potencijala staklene elektrode uzrokovana promjenom koncentracije vodikovih iona uzrokuje promjenu potencijala između nje i kalomelne elektrode, što bi trebalo biti u skladu s formulom (2-6)
E=E0-2.3026RT/F…………(2-6)
U formuli:
E - elektromotorna sila, mV;
E0 - standardna elektromotorna sila elektrode, mV;
R je plinska konstanta po molu;
T je apsolutna temperatura u Kelvinima;
F - Faradayeva konstanta.
Iz jednadžbe (2-6) se može vidjeti da je temperatura također važan čimbenik pri mjerenju pH. Prilikom mjerenja treba obratiti pozornost na promjenu temperature i uzeti je u obzir. Trenutno, većina najčešće korištenih elektroda za pH su kompozitne elektrode, koje kombiniraju staklene elektrode i elektrode od kalomela.
2.pH elektroda
Elektroda je bitan dio pH metra. Mjerenje pH vrijednosti završava se formiranjem kemijske baterije s mjernom elektrodom i referentnom elektrodom.
(1) Elektroda za mjerenje pH, koja se naziva i elektroda za pokazivanje pH, reagira na aktivnost vodikovih iona u otopini, a potencijal elektrode se mijenja u skladu s tim. Gotovo svi moderni pH metri koriste staklene elektrode kao mjerne elektrode.
(2) Referentna elektroda (inertna elektroda) ne reagira na aktivnost vodikovih iona u otopini. U mjerenju pH, služi kao polućelija s konstantnim potencijalom i tvori kemijsku bateriju s elektrodom za mjerenje pH, osiguravajući i održavajući fiksni referentni potencijal.
(3) Kompozitna elektroda je elektroda koja kombinira elektrodu za mjerenje pH i referentnu elektrodu. Kompozitne elektrode ne podliježu utjecaju oksidirajućih i redukcijskih tvari, imaju veliku ravnotežnu brzinu i široko su korištene. Trenutno se ove elektrode uglavnom koriste za mjerenje pH. Bez obzira na to je li staklena indikatorska elektroda ili staklena kompozitna elektroda tankoslojna elektroda, membranski potencijal ima Nernstov odnos s aktivnošću iona vodika u otopini koja se mjeri, odražavajući jedinstvena svojstva tankoslojne elektrode. Na ova svojstva utječu sama elektroda i uvjeti uporabe. , te utjecati na rezultate mjerenja.
