Struktura a ovládací mechanismus pH metru
Měřič pH (kyselosti) je přístroj pro měření aktivity H plus v roztoku potenciometrickou metodou. Hodnota naměřená pH metrem je metoda používaná k vyjádření pH roztoku, které se vyjadřuje záporným logaritmem koncentrace iontů H plus v roztoku, tj.: pH= ー lg[H plus ].
Námi používaný pH metr se skládá ze dvou částí: elektroměru a elektrody. Při vlastním měření se elektroda ponoří do měřeného roztoku a koncentrace iontů H plus v roztoku se převede na napěťový signál na úrovni milivoltů, který je přiveden do elektroměru. Elektroměr signál zesílí a logaritmicky jej převede na pH a poté se pH zobrazí na milivoltovém hladinoměru.
pH metr používá jako měřicí elektrodu skleněnou elektrodu a jako referenční elektrodu kalomelovou elektrodu. Změna potenciálu skleněné elektrody způsobená změnou koncentrace vodíkových iontů způsobí změnu potenciálu mezi ní a kalomelovou elektrodou, která by měla odpovídat vzorci (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
Ve vzorci:
E-elektromotorická síla, mV;
E0-elektrodová standardní elektromotorická síla, mV;
R a molární plynová konstanta;
T-absolutní teplota v Kelvinech;
F - Faradayova konstanta.
Ze vzorce (2-6) je vidět, že teplota je také důležitým ovlivňujícím faktorem při měření pH. Na změnu teploty bychom si měli dát pozor a při měření ji zohlednit. V současnosti jsou nejčastěji používané pH elektrody kompozitní elektrody, které mají kombinované skleněné elektrody a kalomelové elektrody.
2. pH elektroda
Elektrody jsou nedílnou součástí pH metru. Měření pH se provádí pomocí chemické baterie složené z měřicí elektrody a referenční elektrody.
(1) Elektroda pro měření pH se také nazývá elektroda indikující pH, která reaguje na aktivitu vodíkových iontů v roztoku a podle toho se mění potenciál elektrody. Téměř všechny moderní pH metry používají jako měřicí elektrody skleněné elektrody.
(2) Referenční elektroda (inertní elektroda) nemá žádnou odezvu na aktivitu vodíkových iontů v roztoku. Při měření pH se používá jako půlčlánek s konstantním potenciálem k vytvoření chemické baterie s elektrodou pro měření pH, která poskytuje a udržuje pevný referenční potenciál.
(3) Kompozitní elektroda je elektroda, která kombinuje elektrodu pro měření pH a referenční elektrodu. Kompozitní elektrody nejsou ovlivněny oxidačními a redukčními látkami, mají vyšší rovnovážnou rychlost a jsou široce používány. V současné době se tyto elektrody zásadně používají při měření pH. Bez ohledu na skleněnou indikační elektrodu nebo skleněnou kompozitní elektrodu jsou to všechny tenkovrstvé elektrody. Membránový potenciál má Nernstův vztah s aktivitou vodíkových iontů v měřeném roztoku, což odráží jedinečné vlastnosti tenkovrstvé elektrody. Tyto vlastnosti jsou ovlivněny samotnou elektrodou a podmínkami použití. a mají vliv na výsledky měření.
