اصل و ساختار PH متر

اصل و ساختار PH متر

1. PH متر

PH متر (اسیدیته) ابزاری برای اندازه گیری فعالیت H پلاس در محلول با روش پتانسیومتری است. مقدار اندازه گیری شده توسط pH متر روشی است که برای بیان pH محلول استفاده می شود که با لگاریتم منفی غلظت یون H به علاوه در محلول بیان می شود، یعنی: pH= ー lg[H plus ].

PH متری که ما استفاده می کنیم از دو قسمت تشکیل شده است: یک متر الکتریکی و یک الکترود. در اندازه‌گیری واقعی، الکترود در محلولی که قرار است اندازه‌گیری شود غوطه‌ور می‌شود و غلظت یون‌های H به علاوه در محلول به سیگنال ولتاژ سطح میلی‌ولت تبدیل می‌شود که به متر برق ورودی می‌شود. متر الکتریکی سیگنال را تقویت کرده و از طریق لگاریتم به pH تبدیل می کند و سپس pH توسط ابزار نمایش سطح میلی ولت نمایش داده می شود.

PH متر از یک الکترود شیشه ای به عنوان الکترود اندازه گیری و یک الکترود کالومل به عنوان الکترود مرجع استفاده می کند. تغییر پتانسیل الکترود شیشه ای ناشی از تغییر غلظت یون هیدروژن باعث تغییر پتانسیل بین آن و الکترود کالومل می شود که باید با فرمول ({0}}) مطابقت داشته باشد.

E=E0-2.3026RT/F………(2-6)

در فرمول:

نیروی محرکه الکتریکی الکترونیکی، mV;

E{0}}نیروی الکتروموتور استاندارد الکترود، mV;

R یک ثابت گاز مولی است.

T دمای مطلق بر حسب کلوین است.

F ثابت فارادی است.

از فرمول ({0}}) می توان دریافت که دما نیز یک عامل تأثیرگذار مهم در اندازه گیری pH است. باید به تغییر دما توجه کنیم و در اندازه گیری آن را در نظر بگیریم. در حال حاضر، رایج ترین الکترودهای pH مورد استفاده، الکترودهای کامپوزیت هستند که دارای الکترودهای شیشه ای و الکترودهای کالومل ترکیبی هستند.

2. الکترود pH

الکترودها جزء جدایی ناپذیر PH متر هستند. اندازه گیری pH توسط یک باتری شیمیایی متشکل از یک الکترود اندازه گیری و یک الکترود مرجع انجام می شود.

(1) الکترود اندازه‌گیری pH را الکترود نشان‌دهنده pH نیز می‌نامند که به فعالیت یون‌های هیدروژن در محلول پاسخ می‌دهد و پتانسیل الکترود بر این اساس تغییر می‌کند. تقریباً تمام pH مترهای مدرن از الکترودهای شیشه ای به عنوان الکترودهای اندازه گیری استفاده می کنند.

(2) الکترود مرجع (الکترود بی اثر) به فعالیت یونهای هیدروژن در محلول پاسخی ندارد. در اندازه گیری pH، به عنوان یک نیم سلول با پتانسیل ثابت عمل می کند و با الکترود اندازه گیری pH یک باتری شیمیایی تشکیل می دهد و یک پتانسیل مرجع ثابت را ارائه و حفظ می کند.

(3) الکترود کامپوزیت الکترودی است که یک الکترود اندازه گیری pH و یک الکترود مرجع را ترکیب می کند. الکترودهای کامپوزیت تحت تأثیر مواد اکسید کننده و احیا کننده قرار نمی گیرند، سرعت تعادل بالاتری دارند و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. در حال حاضر، این الکترودها اساساً در اندازه گیری pH استفاده می شوند. صرف نظر از الکترود نشانگر شیشه ای یا الکترود کامپوزیت شیشه ای، همه آنها الکترودهای لایه نازک هستند. پتانسیل غشا یک رابطه نرنست با فعالیت یون هیدروژن در محلول اندازه گیری شده دارد که منعکس کننده خواص منحصر به فرد الکترود لایه نازک است. این خواص تحت تأثیر خود الکترود و شرایط استفاده قرار می گیرد. ، و بر نتایج اندازه گیری تأثیر می گذارد.