الکترود PH متر و مشکلات رایج آن

الکترود PH متر و مشکلات رایج آن

الکترود PH، نوع الکترود PH متر، ساختار الکترود PH، نوع الکترود PH، استفاده از الکترود PH، مشکلات رایج الکترود PH و راه حل آنها چیست؟

1. الکترود نشان دهنده PH چیست؟

الکترودی که به فعالیت یون های هیدروژن در محلول پاسخ می دهد و پتانسیل الکترود بر این اساس تغییر می کند، الکترود نشان دهنده PH یا الکترود اندازه گیری pH نامیده می شود. انواع مختلفی از الکترودهای نشان دهنده PH مانند الکترود هیدروژن، الکترود آنتیموان و الکترود شیشه ای وجود دارد، اما رایج ترین آنها الکترود شیشه ای است. الکترود شیشه ای از یک پایه شیشه ای و یک غشای شیشه ای حساس به یون هیدروژن تشکیل شده است که از یک ترکیب خاص تشکیل شده است. غشای شیشه ای به طور کلی به شکل یک لامپ است. لامپ با یک محلول مرجع داخلی پر می شود، در یک الکترود مرجع داخلی (معمولاً الکترود نقره/کلرید نقره) قرار می گیرد، با یک کلاهک الکترود برای خروج سیم ها مهر و موم می شود و با یک سوکت برای تبدیل شدن به نشانگر pH تعبیه شده است. الکترود یک الکترود نشان‌دهنده pH را نمی‌توان اندازه‌گیری کرد، باید همراه با یک الکترود مرجع اندازه‌گیری شود.

2. الکترود مرجع چیست؟

الکترودی که به فعالیت یون های هیدروژن در محلول پاسخ نمی دهد و دارای پتانسیل الکترودی شناخته شده و ثابت است، الکترود مرجع نامیده می شود. چندین الکترود مرجع مانند الکترود سولفات جیوه، الکترود کالومل و الکترود نقره/کلرید نقره وجود دارد. رایج ترین آنها الکترود کالومل و الکترود نقره/کلرید نقره هستند. نقش الکترود مرجع در باتری اندازه گیری فراهم کردن و حفظ پتانسیل مرجع ثابت است. بنابراین، الزامات برای الکترود مرجع، پتانسیل پایدار و قابل تکرار، ضریب دمایی کوچک و پتانسیل پلاریزاسیون کوچک هنگام عبور جریان است.

3. الکترود کامپوزیت pH چیست؟

الکترودی که یک الکترود شیشه ای pH و یک الکترود مرجع را ترکیب می کند، الکترود ترکیبی pH نامیده می شود. مورد پوسته پلاستیکی الکترود کامپوزیت pH پوسته پلاستیکی نامیده می شود. الکترود کامپوزیت pH شیشه ای را با پوسته شیشه ای می نامند. بزرگترین مزیت الکترود کامپوزیت این است که دو را در یک ترکیب می کند و استفاده از آن آسان است. ساختار الکترود ترکیبی pH عمدتا از لامپ الکترود، میله پشتیبانی شیشه، الکترود مرجع داخلی، محلول مرجع داخلی، پوسته، الکترود مرجع خارجی، محلول مرجع خارجی، اتصال مایع، کلاهک الکترود، سیم الکترود، سوکت و غیره تشکیل شده است.

(1) لامپ الکترود: از شیشه لیتیوم مذاب با عملکرد هیدروژن ساخته شده است و به شکل کروی است و ضخامت لایه آن در حدود 0 است.1-0.2 میلی متر و مقدار مقاومت آن برابر است.<250 megohms="">

⑵ لوله نگهدارنده شیشه ای: بدنه لوله شیشه ای است که لامپ الکترود را پشتیبانی می کند. از شیشه سربی با عایق الکتریکی عالی ساخته شده است و ضریب انبساط آن باید با شیشه لامپ الکترود مطابقت داشته باشد.

(3) الکترود مرجع داخلی: این یک الکترود نقره / کلرید نقره است، وظیفه اصلی هدایت پتانسیل الکترود است که به پتانسیل پایدار و ضریب دمای کوچک نیاز دارد.

(4) محلول مرجع داخلی: محلول مرجع داخلی با پتانسیل صفر 7pH محلول مخلوطی از فسفات خنثی و کلرید پتاسیم است. الکترود شیشه ای و الکترود مرجع یک باتری را تشکیل می دهند تا یک مقدار pH با پتانسیل صفر را ایجاد کنند، که عمدتا به pH مقدار محلول مرجع داخلی و غلظت یون کلرید بستگی دارد.

⑸قاب قالب‌گیری شده با الکترود: پوسته‌ای است که الکترود شیشه‌ای و محل اتصال مایع را پشتیبانی می‌کند و محلول مرجع خارجی را نگه می‌دارد و با فشار پلاستیک PPS قالب‌گیری می‌شود.

⑹الکترود مرجع خارجی: الکترود نقره/کلرید نقره، عملکرد آن ارائه و حفظ پتانسیل مرجع ثابت است که به پتانسیل پایدار، تکرارپذیری خوب و ضریب دمایی کوچک نیاز دارد.

⑺ محلول مرجع خارجی: 3.3mol/L الکترولیت ژل کلرید پتاسیم، از دست دادن آسان نیست، نیازی به اضافه کردن نیست.

اتصال مایع هسته شنی: محل اتصال مایع قسمت اتصال دهنده ای است که محلول مرجع خارجی و محلول اندازه گیری شده را به هم متصل می کند و نیاز به نفوذ پایدار دارد.

⑼ سیم الکترود: این یک سیم محافظ فلزی کم صدا است، هسته داخلی به الکترود مرجع داخلی و لایه محافظ به الکترود مرجع خارجی متصل است.

4. چرا باید الکترود pH خیس شود؟ چگونه الکترود ترکیبی pH را به درستی خیس کنیم؟

تجزیه و تحلیل دلیل: الکترود pH باید قبل از استفاده خیس شود، زیرا لامپ pH یک غشای شیشه ای خاص است و یک لایه ژل هیدراته بسیار نازک روی سطح غشای شیشه ای وجود دارد که فقط می تواند با یون های H موجود در محلول تعامل داشته باشد. تحت شرایط کاملا مرطوب پاسخ های خوبی وجود دارد. در همان زمان، الکترود شیشه ای خیس می شود، که می تواند پتانسیل نامتقارن را تا حد زیادی کاهش دهد و تمایل به پایداری دارد. الکترود شیشه ای pH را می توان به طور کلی در آب مقطر یا محلول بافر pH 4 خیس کرد. معمولاً بهتر است از محلول بافر pH4 استفاده شود و زمان خیساندن بسته به ضخامت غشای شیشه ای لامپ و درجه پیری الکترود 8 ساعت تا 24 ساعت یا بیشتر است. در عین حال، محل اتصال مایع الکترود مرجع نیز باید خیس شود. زیرا اگر محل اتصال مایع خشک شود، پتانسیل اتصال مایع افزایش می یابد یا ناپایدار می شود. محلول خیساندن الکترود مرجع باید با محلول مرجع خارجی الکترود مرجع، یعنی محلول 3.3mol/L KCL یا محلول اشباع KCL مطابقت داشته باشد و زمان خیساندن معمولاً چند ساعت است.

الکترود کامپوزیت pH را به درستی خیس کنید: آن را در محلول بافر pH4 حاوی KCL قرار دهید تا بتواند همزمان روی لامپ شیشه ای و محل اتصال مایع کار کند. در اینجا باید توجه ویژه ای شود، زیرا در گذشته مردم از یک الکترود شیشه ای با pH استفاده می کردند و عادت داشتند آن را در آب دیونیزه یا محلول بافر pH4 خیسانده کنند. بعدها، آنها هنوز از این روش خیساندن هنگام استفاده از الکترود کامپوزیت pH استفاده کردند، حتی در برخی از الکترودهای کامپوزیت pH نادرست. این نوع راهنمایی اشتباه در دفترچه راهنمای الکترود نیز انجام می شود. پیامد مستقیم ناشی از این روش غلط خیساندن این است که یک الکترود کامپوزیت pH با عملکرد خوب به الکترودی با واکنش کند و دقت ضعیف تبدیل شود و هر چه زمان خیساندن طولانی‌تر باشد، عملکرد بدتری دارد، زیرا پس از خیساندن طولانی مدت، مایع اتصال غلظت KCL در داخل مرز (مانند درون هسته شنی) بسیار کاهش یافته است و باعث افزایش پتانسیل اتصال مایع و ناپایدار شدن آن می شود. البته، الکترودها تنها با چند ساعت خیساندن مجدد در محلول خیساندن صحیح بهبود می یابند.

علاوه بر این، الکترود pH نباید در محلول های بافر خنثی یا قلیایی خیس شود. غوطه‌ور شدن طولانی‌مدت در چنین محلول‌هایی باعث می‌شود که غشای شیشه‌ای pH به کندی پاسخ دهد. تهیه محلول خیساندن الکترود pH صحیح: یک بسته بافر PH4 (250 میلی‌لیتر) بردارید، آن را در 250 میلی‌لیتر آب خالص حل کنید، 56 گرم KCl خالص را به آن اضافه کنید، حرارت را به خوبی گرم کنید و هم بزنید تا کاملا حل شود.