Het principe en de structuur van een pH-meter
1.pH-meter
Een pH-(zuurgraad)meter is een instrument dat de H+-activiteit in een oplossing meet met behulp van de potentiometrische methode. De waarde gemeten door een pH-meter is een methode die wordt gebruikt om de pH van een oplossing uit te drukken. Het wordt uitgedrukt door de negatieve logaritme van de H+-ionenconcentratie in de oplossing, dat wil zeggen: pH=ーlg[H+].
De pH-meter die wij gebruiken bestaat uit twee delen: een elektrische meter en een elektrode. Bij de daadwerkelijke meting wordt de elektrode ondergedompeld in de te meten oplossing en wordt de H+-ionenconcentratie in de oplossing omgezet in een spanningssignaal op millivoltniveau, dat wordt ingevoerd in de elektrische meter. De elektrische meter versterkt het signaal en zet het logaritmisch om in pH, waarna de millivoltniveaumeter de pH weergeeft.
De pH-meter gebruikt een glaselektrode als meetelektrode en een calomel-elektrode als referentie-elektrode. De verandering in de potentiaal van de glaselektrode, veroorzaakt door de verandering in de waterstofionenconcentratie, veroorzaakt een verandering in de potentiaal tussen deze en de calomel-elektrode, die zou moeten voldoen aan formule (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………��(2-6)
In de formule:
E - elektromotorische kracht, mV;
E0 - elektrode standaard elektromotorische kracht, mV;
R is de gasconstante per mol;
T is de absolute temperatuur in Kelvin;
F - De constante van Faraday.
Uit vergelijking (2-6) blijkt dat temperatuur ook een belangrijke factor is bij het meten van de pH. Bij het meten moet u op de temperatuurverandering letten en daar rekening mee houden. Momenteel zijn de meeste algemeen gebruikte elektroden voor pH composietelektroden, die glaselektroden en calomelelektroden combineren.
2. pH-elektrode
De elektrode is een essentieel onderdeel van de pH-meter. De pH-meting wordt voltooid door een chemische batterij te vormen met een meetelektrode en een referentie-elektrode.
(1) De pH-meetelektrode, ook wel de pH-aanwijselektrode genoemd, reageert op de activiteit van waterstofionen in de oplossing en de elektrodepotentiaal verandert dienovereenkomstig. Bijna alle moderne pH-meters gebruiken glaselektroden als meetelektroden.
(2) De referentie-elektrode (inerte elektrode) reageert niet op de activiteit van waterstofionen in de oplossing. Bij de pH-meting fungeert hij als een halve cel met constant potentiaal en vormt hij met de pH-meetelektrode een chemische batterij, waardoor een vast referentiepotentiaal wordt geleverd en behouden.
(3) Een composietelektrode is een elektrode die een pH-meetelektrode en een referentie-elektrode combineert. Composietelektroden worden niet beïnvloed door oxiderende en reducerende stoffen, hebben een hoge evenwichtssnelheid en worden veel gebruikt. Momenteel worden deze elektroden voornamelijk gebruikt voor pH-meting. Ongeacht of de glazen indicatorelektrode of de glascomposietelektrode een dunne filmelektrode is, heeft de membraanpotentiaal een Nernst-relatie met de waterstofionactiviteit in de gemeten oplossing, wat de unieke eigenschappen van de dunne filmelektrode weerspiegelt. Deze eigenschappen worden beïnvloed door de elektrode zelf en de gebruiksomstandigheden. , en hebben een impact op de meetresultaten.
