Principen och strukturen för pH-mätaren
1. pH-mätare
pH-mätaren (surhet) är ett instrument för att mäta H plus-aktiviteten i lösningen med den potentiometriska metoden. Värdet som mäts av pH-mätaren är en metod som används för att uttrycka lösningens pH, vilket uttrycks av den negativa logaritmen av H plus jonkoncentrationen i lösningen, det vill säga: pH= ー lg[H plus ].
pH-mätaren vi använder består av två delar: en elektrisk mätare och en elektrod. Vid själva mätningen sänks elektroden ner i lösningen som ska mätas och koncentrationen av H plus joner i lösningen omvandlas till en spänningssignal på millivoltnivå, som matas in till elmätaren. Den elektriska mätaren förstärker signalen och omvandlar den till pH genom logaritm, och sedan visas pH av instrumentet för millivoltnivåvisning.
pH-mätaren använder en glaselektrod som mätelektrod och en kalomelelektrod som referenselektrod. Förändringen av potentialen för glaselektroden som orsakas av förändringen av koncentrationen av vätejoner orsakar förändringen av 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-elektrodstandard elektromotorisk kraft, mV;
R är en molär gaskonstant;
T är den absoluta temperaturen i Kelvin;
F är Faraday-konstanten.
Det framgår av formeln (2-6) att temperaturen också är en viktig påverkande faktor vid pH-mätning. Vi bör vara uppmärksamma på temperaturförändringen och ta hänsyn till den när vi mäter. För närvarande är de vanligaste pH-elektroderna kompositelektroder, som har kombinerade glaselektroder och kalomelelektroder.
2. pH-elektrod
Elektroder är en integrerad del av en pH-mätare. pH-mätning utförs av ett kemiskt batteri som består av en mätelektrod och en referenselektrod.
(1) Den pH-mätande elektroden kallas även den pH-indikerande elektroden, som reagerar på aktiviteten av vätejoner i lösningen, och elektrodpotentialen ändras i enlighet därmed. 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 snabbare jämviktshastighet och används ofta. För närvarande används dessa elektroder i princip vid pH-mätning. Oavsett glasindikatorelektroden eller glaskompositelektroden är de alla tunnfilmselektroder. Membranpotentialen har ett Nernst-samband med vätejonaktiviteten i den uppmätta lösningen, vilket återspeglar de unika egenskaperna hos tunnfilmselektroden. Dessa egenskaper påverkas av själva elektroden och användningsförhållandena. , och har en effekt på mätresultaten.
