Princip in strukturne komponente pH metra
1. pH meter
Merilnik pH (kislosti) je instrument za določanje aktivnosti H+ v raztopini s potenciometrično metodo. pH meter meri vrednost, ki se uporablja za označevanje kislosti ali alkalnosti raztopine v smislu negativnega logaritma koncentracije ionov H+ v raztopini, tj. pH=ーlg[H+].
pH meter, ki ga uporabljamo, je sestavljen iz dveh delov: merilnika in elektrode. Pri dejanski meritvi je elektroda potopljena v raztopino za merjenje, koncentracija H + ionov v raztopini se pretvori v milivoltni napetostni signal, vhodni meter. Merilnik bo ojačal signal in po logaritemski pretvorbi v pH ter nato na prikazovalniku z milivoltnim nivojem prikazal pH.
pH meter uporablja stekleno elektrodo kot merilno elektrodo in kalomelno elektrodo kot referenčno elektrodo. Spremembe koncentracije vodikovih ionov, ki jih povzročijo spremembe potenciala steklene elektrode, kar povzroči spremembe potenciala med njeno elektrodo in kalomelno elektrodo, morajo biti skladne s formulo (2-6)
E=E0-2.3026RT/F............(2-6)
V formuli:
E a električni potencial, mV;
E0 a elektrodni standardni električni potencial, mV;
R molska plinska konstanta;
T a Kelvinova absolutna temperatura;
F Faradayeva konstanta.
Iz formule (2-6) je razvidno, da je pri merjenju pH temperatura prav tako pomemben dejavnik, pri merjenju je treba biti pozoren na spremembo temperature in jo upoštevati. Trenutno uporabljene pH elektrode za kompozitne elektrode so bile steklene elektrode sestavljene skupaj z elektrodo iz kalomela.
2.pH elektroda
Elektroda je nepogrešljiv del sestave pH metra. Merjenje pH je z merjenjem elektrod, referenčna elektroda je sestavljena iz kemične baterije za dokončanje.
(1) Elektroda za merjenje pH, znana tudi kot indikatorska elektroda pH, ima aktivnost vodikovih ionov v raztopini odziv, potencial elektrode se spremeni. Skoraj vsi sodobni pH-metri kot merilno elektrodo uporabljajo steklene elektrode.
(2) Referenčna elektroda (inertna elektroda), brez odziva na aktivnost vodikovih ionov v raztopini. Pri merjenju pH kot polcelica s konstantnim potencialom in elektroda za merjenje pH tvorita kemično celico, ki zagotavlja in vzdržuje fiksni referenčni potencial.
(3) Kompozitna elektroda je kombinacija elektrode za merjenje pH in referenčne elektrode. Na kompozitno elektrodo ne vplivajo oksidanti in redukcijske snovi, hitrejša uravnoteženost, širša uporaba, trenutno merjenje pH so v bistvu takšne elektrode. Ne glede na to, ali je steklena indikatorska elektroda ali steklena kompozitna elektroda filmska elektroda, sta potencial filma in izmerjena aktivnost vodikovih ionov v raztopini razmerje med energijo in zaganjalnikom, kar odraža edinstveno delovanje filmske elektrode, te lastnosti same elektrode in uporabo pogojev vpliva, na rezultate pa vlogo meritve.
