Основной принцип измерения pH
Известным и древним методом измерения нулевого тока, используемым для определения процессов химических реакций, вероятно, является измерение pH. Вообще говоря, измерение pH используется для определения кислотности или щелочности раствора. Даже химически чистая вода имеет следовые количества диссоциации, и уравнение ее ионизации имеет вид: H2O H2O=H3O-OH - (1) В связи с тем, что диссоциирует лишь очень небольшое количество воды, молярная концентрация Ионы обычно имеют отрицательный показатель степени. Чтобы избежать использования для расчетов отрицательного показателя степени молярной концентрации, биолог Соренсен предложил в 1909 году заменить эту неудобную величину логарифмом и определить ее как «значение pH». Математически значение pH определяется как отрицательный логарифм обычно используемой концентрации ионов водорода. То есть pH=один журнал [H]
(2) В связи с сильной зависимостью ионного произведения от температуры для управления процессом по значению pH необходимо одновременно знать температурные характеристики раствора. Только когда измеряемая среда имеет одинаковую температуру, можно сравнивать ее значение pH. Чтобы получить воспроизводимое значение pH, для измерения pH используется потенциометрический анализ. Электрод, используемый в методе анализа потенциала, называется первичной батареей. Напряжение этой батареи называется электродвижущей силой (ЭДС). Эта электродвижущая сила (ЭДС) состоит из двух с половиной батарей. Одна из полуячеек называется измерительным электродом, и ее потенциал связан с определенной активностью иона; Другая полуячейка представляет собой эталонную полуячейку, обычно называемую эталонным электродом, которая обычно подключается к измерительному раствору и подсоединяется к промышленному pH-метру. Стандартный водородный электрод является эталонной точкой для всех измерений потенциала. Стандартный водородный электрод представляет собой платиновую проволоку, гальванически покрытую хлоридом платины и окруженную газообразным водородом. Наиболее знакомым и часто используемым индикаторным электродом pH является стеклянный электрод. Это стеклянная трубка с надутой на конце рН-чувствительной стеклянной пленкой. Пробирка заполнена буферным раствором KCI, содержащим насыщенный AgCl, со значением pH 7. Разность потенциалов, существующая по обе стороны стеклянной пленки и отражающая значение pH, соответствует формуле Нернста: E=Eo. 1n [H3oq (3) n.] В формуле E – потенциал; Е – стандартное напряжение электрода; R – газовая постоянная; Т – температура Кельвина; F – постоянная Фарадея; N – валентность измеряемого иона; [HO] — активность иона HO. Как видно из приведенного выше уравнения, существует определенная связь между потенциалом Е и активностью и температурой ионов НО. При определенной температуре измерение потенциала E позволяет рассчитать ln [HO] (преобразованный в логарифм [HO] для получения pH), что является основным принципом определения pH. В формуле Нернста температура играет важную роль как переменная. С повышением температуры значение потенциала также будет увеличиваться. Повышение температуры на каждый 1 градус приведет к потенциальному изменению 0,2 мВ/pH. Представленное значением pH, значение pH варьируется на 0,0033 на л/ч на I~C. Это означает, что для измерений около 20-30 градусов и 7 pH нет необходимости компенсировать изменения температуры; Для применений с температурой более 30 градусов или менее 20 градусов и значением pH более 8 или менее 6 необходимо компенсировать изменения температуры.
