Princip a struktura pH metru
1.ph metr
Měřič pH (kyselosti) je přístroj, který měří aktivitu H+ v roztoku pomocí potenciometrické metody. Hodnota naměřená pH metrem je metoda používaná k vyjádření pH roztoku. Vyjadřuje se záporným logaritmem koncentrace iontů H+ v roztoku, tedy: pH=ーlg[H+].
Námi používaný pH metr se skládá ze dvou částí: elektroměru a elektrody. Při skutečném měření se elektroda ponoří do měřeného roztoku a koncentrace iontů H+ v roztoku se převede na milivoltový napěťový signál, který je přiveden do elektroměru. Elektroměr zesílí signál a logaritmicky jej převede na pH a poté zobrazí měřič hladiny v milivoltech hodnotu pH.
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 - elektroda standardní elektromotorická síla, mV;
R je plynová konstanta na mol;
T je absolutní teplota v Kelvinech;
F - Faradayova konstanta.
Z rovnice (2-6) je vidět, že teplota je také důležitým faktorem při měření pH. Při měření byste měli věnovat pozornost změně teploty a zohlednit ji. V současnosti jsou většinou běžně používané elektrody pro pH kompozitní elektrody, které kombinují skleněné elektrody a kalomelové elektrody.
2.pH elektroda
Elektroda je nezbytnou součástí pH metru. Měření pH je ukončeno vytvořením chemické baterie s měřicí elektrodou a referenční elektrodou.
(1) Elektroda pro měření pH, nazývaná také elektroda pro indikaci pH, 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 slouží jako půlčlánek s konstantním potenciálem a tvoří chemickou baterii 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 vysokou rovnovážnou rychlost a jsou široce používány. V současné době se tyto elektrody v podstatě používají pro měření pH. Bez ohledu na to, zda je skleněná indikační elektroda nebo skleněná kompozitní elektroda tenkovrstvá elektroda, má membránový potenciál 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.
