Principe en structurele componenten van pH-meter
1. pH-meter
Een pH-(zuurgraad)meter is een instrument waarmee via potentiometrische methode de activiteit van H+ in een oplossing kan worden bepaald. De pH-meter meet de waarde die wordt gebruikt om de zuurgraad of alkaliteit van een oplossing aan te geven in termen van de negatieve logaritme van de concentratie H+-ionen in de oplossing, dwz pH=ーlg[H+].
De pH-meter die wij gebruiken bestaat uit twee delen: de meter en de elektrode. Bij de daadwerkelijke meting wordt de elektrode ondergedompeld in de te meten oplossing, de concentratie van H+-ionen in de oplossing wordt omgezet in millivolt-spanningssignaal, ingangsmeter. De meter versterkt het signaal, en na logaritmische conversie naar pH, en vervolgens toont de meter op het millivoltniveau de pH.
De pH-meter gebruikt een glaselektrode als meetelektrode en een calomel-elektrode als referentie-elektrode. Veranderingen in de waterstofionenconcentratie veroorzaakt door veranderingen in de potentiaal van de glaselektrode, resulterend in veranderingen in de potentiaal tussen de elektrode en de calomelelektrode, moeten consistent zijn met de formule (2-6)
E=E0-2.3026RT/F............(2-6)
In de formule:
E een elektrische potentiaal, mV;
E0 een standaard elektrische potentiaal voor de elektrode, mV;
R een molaire gasconstante;
T een absolute temperatuur in Kelvin;
F een constante van Faraday.
Uit de formule (2-6) blijkt dat bij het meten van de pH-temperatuur ook een belangrijke factor is; bij de meting moet aandacht worden besteed aan de temperatuurverandering en daar rekening mee worden gehouden. Momenteel gebruikte pH-elektroden voor composietelektroden, zijn glaselektroden samen met de elektrode van calomel samengesteld.
2. pH-elektrode
Elektrode is een onmisbaar onderdeel van de samenstelling van de pH-meter. De pH-meting vindt plaats door middel van het meten van elektroden, waarbij de referentie-elektrode bestaat uit een chemische batterij.
(1) pH-meetelektrode, ook bekend als pH-indicatorelektrode, de waterstofionactiviteit in de oplossing reageert, de elektrodepotentiaal verandert. Bijna alle moderne pH-meters gebruiken glaselektroden als meetelektrode.
(2) Referentie-elektrode (inerte elektrode), geen reactie op de waterstofionactiviteit in de oplossing. Bij de pH-meting vormt hij als halfcel met constant potentieel en pH-meetelektrode een chemische cel, om een vast referentiepotentiaal te verschaffen en te behouden.
(3) Composietelektrode is een combinatie van pH-meetelektrode en referentie-elektrode. Composietelektrode wordt niet beïnvloed door oxiderende en reducerende stoffen, balanceert sneller, wordt op grotere schaal gebruikt, de huidige pH-meting zijn in principe dergelijke elektroden. Of de glazen indicatorelektrode of de glascomposietelektrode nu een filmelektrode is, de filmpotentiaal en de gemeten waterstofionactiviteit in de oplossing zijn een energiestarterrelatie, die de unieke prestaties van de filmelektrode weerspiegelt, deze eigenschappen door de elektrode zelf en de gebruik van de omstandigheden van de impact, en over de resultaten van de rol van de meting.
