Měřicí elektroda PH metru a způsob jejího výběru
Antimonová měřicí elektroda je polokov s aktivním povrchem čistého antimonu. Antimonový kontakt elektrody prochází chemickou reakcí za vzniku vrstvy oxidu vodíku. Důvod, proč mohou antimonové elektrody reagovat na pH jako jiné elektrody, je ten, že tato oxidová vrstva dokáže snímat pH. Antimonové elektrody však nejsou pro měření tak dobré jako skleněné nebo iontově citlivé tranzistorové elektrody (ISFET), protože jejich odezva na pH a teplotu je nelineární. Jeho standardní teplota je omezena na 0-80~C a standardní rozsah pH je 2-11. Oxidační nebo deformační reakce mohou přerušit měření antimonových elektrod. Například oxidace nebo deformace způsobené přítomností chlóru nebo siřičitanu. Protože antimonové kontakty mohou reagovat na možnou oxidaci nebo deformaci. Antimonové elektrody se dnes pro měření pH používají jen zřídka, pouze v procesech obsahujících roztoky kyseliny fluorovodíkové. Protože roztok kyseliny fluorovodíkové s hodnotou pH menší nebo rovnou 4 může rychle poškodit skleněné nebo iontově citlivé elektrody tranzistoru s efektem pole (ISFET). Použití antimonových elektrod v roztocích kyseliny fluorovodíkové je však také omezené, protože je obtížné dosáhnout výsledků měření, když je hodnota pH menší nebo rovna 2.
Skleněná měřicí elektroda obsahuje speciální mechanismus skla, který může vysílat mV signál, který se mění s pH. Skleněné elektrody typicky vykazují velmi lineární mV odezvu na hodnoty pH v rozmezí od 1 do 12. Výrobci skleněných elektrod obecně poskytují elektrody různých tlouštěk, aby vyhovovaly různým teplotním podmínkám. Vhodné jsou například skleněné elektrody s teplotami v rozmezí od 0 do 80~C nebo 20 až 110~(2). I tak jsou elektrody ze silného skla stále křehké a náchylné k rozbití nebo rozbití. Použití skleněných elektrod v roztocích s pH vyšším nebo rovným 11 může vést k chybám sodíku, protože skleněné elektrody obvykle reagují lépe na roztoky s vyššími koncentracemi sodíku ve srovnání s roztoky s nižšími koncentracemi vodíku. Jiné roztoky, jako je draslík, jsou také náchylné k této reakci. Hodnoty měření pH nižší, než je skutečná hodnota, se obecně vyskytují při pH 0,1 až 0,3. Roztoky s vysokým pH mohou elektrodu také korodovat. Roztoky s vysokou teplotou a vysokým pH mohou ovlivnit odezvu skleněných elektrod na pH a zkrátit jejich životnost. Pro roztoky s vysokým pH se používají silnější skleněné elektrody. Naproti tomu v roztocích s nízkým pH, jako je pH menší nebo rovné 1, skleněná elektroda způsobí chybu kyseliny. Protože poměr kyseliny k vodě je v roztoku vysoký, bude ovlivněna jak skleněná vrstva, tak odezva elektrody. Kromě toho mohou roztoky s vysokou koncentrací kyseliny ovlivnit přesnost a je také důležité poznamenat, že kyselina fluorovodíková může korodovat a nakonec poškodit skleněnou elektrodu. Běžným pravidlem je, že kyselina fluorovodíková nebo roztoky s pH menším nebo rovným 4 zkrátí životnost skleněných elektrod. Přesnější vysvětlení je, že skleněné elektrody jsou nestabilní a mohou korodovat při měření v 10 mol/l kyselině fluorovodíkové. Antimonové měřicí elektrody mají ve srovnání se skleněnými elektrodami mnohem větší odolnost proti korozi kyselinou fluorovodíkovou.
3 Měřicí elektroda ISFET (ion sensitive field effect tranzistor) se jako senzor používá od 70. let 20. století, ale v průmyslovém měření se začala používat teprve nedávno. Hlavním důvodem je, že konstrukce elektrody ISFET často produkuje chyby měření a je třeba ji často každý den kalibrovat. Iontově citlivý tranzistor s efektem pole (výkon ISFET. Ve srovnání se skleněnými elektrodami nemá chybu sodíku a chyba kyselosti je mnohem menší v roztocích s nízkým pH než u skleněných elektrod. Oxidační/deformační reakce nepřeruší pH reakci pole citlivého na ionty -Efektové tranzistory Ve skutečnosti nebylo dosud zjištěno, že by došlo k jeho přerušení za žádných okolností v rozsahu pH 12 a antimonové elektrody mohou reagovat pouze v rozsahu pH 1 l Navíc je ze své podstaty velmi odolný, zatímco skleněné elektrody jsou v mnoha prostředích měření křehké, pH elektroda tranzistorů s iontovým efektem je méně náchylné k chemické korozi, kontaminaci sondy a obecnému poškození než antimonové nebo skleněné elektrody. Současná konstrukce má však stále nedostatky Je citlivější na vysokoteplotní korozivní roztoky než skleněné elektrody, i když dokáže zachovat přesnost měření lépe než skleněné. nebo antimonové elektrody. Kyselina fluorovodíková jej může také rychle poškodit. Navíc určitá chemická koroze ve skutečnosti způsobuje závažnější korozi iontově citlivých tranzistorových elektrod s efektem pole než skleněných nebo antimonových elektrod.
