Структура рН-метра и механизм работы
pH-метр (кислотность) – это прибор для измерения активности H+ в растворе потенциометрическим методом. Значение, измеренное pH-метром, представляет собой метод, используемый для выражения pH раствора, который выражается отрицательным логарифмом концентрации ионов H плюс в растворе, то есть: pH= ー lg[H plus ].
Используемый нами рН-метр состоит из двух частей: электрометра и электрода. При фактическом измерении электрод погружают в измеряемый раствор, и концентрация ионов H+ в растворе преобразуется в сигнал напряжения уровня милливольт, который поступает на вход электросчетчика. Электрический счетчик усиливает сигнал и преобразует его в pH через логарифм, а затем pH отображается прибором индикации уровня в милливольтах.
pH-метр использует стеклянный электрод в качестве измерительного электрода и каломельный электрод в качестве электрода сравнения. Изменение потенциала стеклянного электрода, вызванное изменением концентрации ионов водорода, вызывает изменение потенциала между ним и каломельным электродом, которое должно соответствовать формуле (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
В формуле:
E-электродвижущая сила, мВ;
E0-стандартная электродвижущая сила электрода, мВ;
R - молярная газовая постоянная;
Т - абсолютная температура в Кельвинах;
F - постоянная Фарадея.
Из формулы (2-6) видно, что температура также является важным влияющим фактором при измерении pH. Мы должны обращать внимание на изменение температуры и учитывать это при измерении. В настоящее время наиболее часто используемыми pH-электродами являются составные электроды, которые имеют комбинированные стеклянные электроды и каломельные электроды.
2. pH-электрод
Электроды являются неотъемлемой частью pH-метра. Измерение pH осуществляется с помощью химической батареи, состоящей из измерительного электрода и электрода сравнения.
(1) Электрод для измерения pH также называется электродом для индикации pH, который реагирует на активность ионов водорода в растворе, и соответственно изменяется потенциал электрода. Практически во всех современных рН-метрах в качестве измерительных электродов используются стеклянные электроды.
(2) Электрод сравнения (инертный электрод) не реагирует на активность ионов водорода в растворе. При измерении pH он используется в качестве полуэлемента с постоянным потенциалом для формирования химической батареи с электродом для измерения pH, обеспечивая и поддерживая фиксированный эталонный потенциал.
(3) Композитный электрод представляет собой электрод, который сочетает в себе электрод измерения pH и электрод сравнения. Композитные электроды не подвержены влиянию окисляющих и восстановительных веществ, имеют более высокую скорость установления равновесия и широко используются. В настоящее время эти электроды в основном используются для измерения pH. Независимо от того, стеклянный индикаторный электрод или стеклянный композитный электрод, все они представляют собой тонкопленочные электроды. Мембранный потенциал имеет зависимость Нернста от активности ионов водорода в измеряемом растворе, что отражает уникальные свойства тонкопленочного электрода. На эти свойства влияет сам электрод и условия использования. , и влияют на результаты измерений.
