Principen och strukturen för en pH-mätare
1.pH-mätare
En pH-mätare (surhetsmätare) är ett instrument som mäter H+-aktiviteten i en lösning med hjälp av den potentiometriska metoden. Värdet som mäts med en pH-mätare är en metod som används för att uttrycka pH i en lösning. Det uttrycks av den negativa logaritmen för H+-jonkoncentrationen i lösningen, det vill säga: pH=ーlg[H+].
pH-mätaren vi använder består av två delar: en elektrisk mätare och en elektrod. Vid faktisk mätning sänks elektroden ner i lösningen som ska mätas och H+-jonkoncentrationen i lösningen omvandlas till en spänningssignal på millivoltnivå, som matas in i elmätaren. Den elektriska mätaren förstärker signalen och omvandlar den logaritmiskt till pH, och sedan visar mätaren för millivoltnivån pH.
pH-mätaren använder en glaselektrod som mätelektrod och en kalomelelektrod som referenselektrod. Förändringen i potentialen för glaselektroden som orsakas av förändringen i vätejonkoncentrationen orsakar en förändring i potentialen mellan den och kalomelelektroden, som bör överensstämma med formeln (2-6)
E=E0-2.3026RT/F…………(2-6)
I formeln:
E - elektromotorisk kraft, mV;
E0 - elektromotorisk standardkraft, mV;
R är gaskonstanten per mol;
T är den absoluta temperaturen i Kelvin;
F - Faradays konstant.
Det kan ses från ekvationen (2-6) att temperaturen också är en viktig faktor när man mäter pH. När du mäter bör du vara uppmärksam på temperaturförändringen och ta hänsyn till den. För närvarande är de flesta av de vanligaste elektroderna för pH kompositelektroder, som kombinerar glaselektroder och kalomelelektroder.
2.pH elektrod
Elektroden är en viktig del av pH-mätaren. pH-mätningen avslutas genom att ett kemiskt batteri bildas med en mätelektrod och en referenselektrod.
(1) pH-mätelektroden, även kallad den pH-indikerande elektroden, reagerar på aktiviteten av vätejoner i lösningen, och elektrodpotentialen ändras därefter. Nästan alla moderna pH-mätare använder glaselektroder som mätelektroder.
(2) Referenselektroden (inert elektrod) har inget svar på aktiviteten av vätejoner i lösningen. Vid pH-mätning fungerar den som en halvcell med konstant potential och bildar ett kemiskt batteri med pH-mätelektroden, vilket ger och bibehåller en fast referenspotential.
(3) En kompositelektrod är en elektrod som kombinerar en pH-mätelektrod och en referenselektrod. Kompositelektroder påverkas inte av oxiderande och reducerande ämnen, har en snabb jämviktshastighet och används ofta. För närvarande används dessa elektroder i princip för pH-mätning. Oavsett om glasindikatorelektroden eller glaskompositelektroden är en tunnfilmselektrod, har membranpotentialen ett Nernst-samband med vätejonaktiviteten i lösningen som mäts, vilket återspeglar de unika egenskaperna hos tunnfilmselektroden. Dessa egenskaper påverkas av själva elektroden och användningsförhållandena. , och har en inverkan på mätresultaten.
