الکترود اندازه گیری PH متر و روش انتخاب آن
الکترود اندازه گیری آنتیموان یک نیمه فلز با سطح فعال آنتیموان خالص است. تماس آنتیموان الکترود تحت یک واکنش شیمیایی برای تولید یک لایه اکسید هیدروژن قرار می گیرد. دلیل اینکه الکترودهای آنتیموان می توانند مانند سایر الکترودها به pH پاسخ دهند این است که این لایه اکسید می تواند pH را حس کند. با این حال، الکترودهای آنتیموان به خوبی الکترودهای ترانزیستور اثر میدانی حساس به شیشه یا یون (ISFET) برای اندازه گیری نیستند، زیرا پاسخ آنها به pH و دما غیرخطی است. دمای استاندارد آن به 0-80~C محدود شده است و محدوده pH استاندارد 2-11 است. واکنش های اکسیداسیون یا تغییر شکل می تواند اندازه گیری الکترودهای آنتیموان را مختل کند. به عنوان مثال، اکسیداسیون یا تغییر شکل ناشی از حضور کلر یا سولفیت. زیرا تماس های آنتیموان ممکن است به اکسیداسیون یا تغییر شکل احتمالی پاسخ دهند. الکترودهای آنتیموان در حال حاضر به ندرت برای اندازه گیری pH استفاده می شوند، فقط در فرآیندهای حاوی محلول های اسید هیدروفلوئوریک. زیرا محلول هیدروفلوریک اسید با مقدار pH کمتر یا مساوی 4 می تواند به سرعت به الکترودهای ترانزیستور اثر میدانی حساس به شیشه یا یون (ISFET) آسیب برساند. با این حال، استفاده از الکترودهای آنتیموان در محلول های اسید هیدروفلوئوریک نیز محدود است، زیرا زمانی که مقدار pH کمتر یا مساوی 2 باشد، دستیابی به نتایج اندازه گیری دشوار است.
الکترود اندازه گیری شیشه شامل یک شیشه مکانیزم ویژه است که می تواند سیگنال mV را منتشر کند که با pH تغییر می کند. الکترودهای شیشه ای معمولاً یک پاسخ mV بسیار خطی به مقادیر pH از 1 تا 12 نشان می دهند. سازندگان الکترودهای شیشه ای عموماً الکترودهایی با ضخامت های مختلف برای سازگاری با شرایط دمایی مختلف ارائه می دهند. برای مثال، الکترودهای شیشهای با دماهای بین 0 تا 80~C یا 20 تا 110~(2) مناسب هستند. با این وجود، الکترودهای شیشه ای ضخیم هنوز شکننده و مستعد شکستگی یا شکستگی هستند. استفاده از الکترودهای شیشهای در محلولهایی با pH بیشتر یا مساوی 11 میتواند منجر به خطای سدیم شود، در مقایسه با محلولهایی با غلظت هیدروژن پایین، الکترودهای شیشهای معمولاً به محلولهایی با غلظتهای بالاتر سدیم واکنش بیشتری نشان میدهند. محلول های دیگر مانند پتاسیم نیز مستعد این واکنش هستند. خوانش های اندازه گیری pH کمتر از مقدار واقعی معمولاً در pH 0. 1 تا 0. 3 رخ می دهد. محلول های pH بالا نیز می توانند الکترود را خورده کنند. محلول های دمای بالا و pH بالا می توانند بر پاسخ الکترودهای شیشه ای به pH تأثیر بگذارند و طول عمر آنها را کوتاه کنند. الکترودهای شیشه ای ضخیم تر برای محلول های با pH بالا استفاده می شود. در مقابل، در محلولهای با pH پایین، مانند pH کمتر یا مساوی 1، الکترود شیشهای خطای اسیدی ایجاد میکند. از آنجایی که نسبت اسید به آب در محلول بالا است، هم فیلم شیشه و هم پاسخ الکترود تحت تأثیر قرار می گیرند. علاوه بر این، محلولهایی با غلظت اسید بالا ممکن است بر دقت تأثیر بگذارند و همچنین مهم است که اسید هیدروفلوئوریک میتواند خورده شود و در نهایت به الکترود شیشهای آسیب برساند. یک قانون رایج این است که اسید هیدروفلوئوریک یا محلول هایی با pH کمتر یا مساوی 4 طول عمر الکترودهای شیشه ای را کوتاه می کند. توضیح دقیق تر این است که الکترودهای شیشه ای ناپایدار هستند و زمانی که در اسید هیدروفلوئوریک 10 مول در لیتر اندازه گیری می شوند می توانند خورده شوند. در مقایسه با الکترودهای شیشه ای، الکترودهای اندازه گیری آنتیموان مقاومت بسیار قوی تری در برابر خوردگی اسید هیدروفلوئوریک دارند.
3 الکترود اندازه گیری ترانزیستور اثر میدان حساس به یون (ISFET) از دهه 1970 به عنوان حسگر مورد استفاده قرار گرفته است، اما اخیراً در اندازه گیری های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. دلیل اصلی این است که طراحی الکترود ISFET اغلب خطاهای اندازه گیری ایجاد می کند و نیاز به کالیبره شدن مکرر هر روز دارد. ترانزیستور اثر میدان حساس به یون (عملکرد ISFET. در مقایسه با الکترودهای شیشه ای، خطای سدیم ندارد و خطای اسید در محلول های با pH پایین بسیار کمتر از الکترودهای شیشه ای است. واکنش اکسیداسیون/تغییر شکل پاسخ pH میدان حساس به یون را قطع نمی کند. -اثر ترانزیستورها در واقع تا کنون مشخص نشده است که الکترودهای ترانزیستوری حساس به یون می توانند پاسخ خطی mV را از طریق pH ارائه دهند در محدوده pH l2، و الکترودهای آنتیموان فقط می توانند در محدوده pH 1 لیتری پاسخ دهند، علاوه بر این، الکترودهای شیشه ای در بسیاری از محیط های اندازه گیری شکننده هستند نسبت به الکترودهای شیشه ای یا آنتیموان نسبت به خوردگی شیمیایی، آلودگی پروب و آسیب عمومی کمتر حساس است. یا الکترودهای آنتیموان اسید هیدروفلوریک نیز می تواند به سرعت به آن آسیب برساند. علاوه بر این، برخی از خوردگی های شیمیایی در واقع باعث خوردگی شدیدتر الکترودهای ترانزیستوری اثر میدانی حساس به یون نسبت به الکترودهای شیشه یا آنتیموان می شود.
