Electrodo de medición del medidor de PH y su método de selección.
El electrodo de medición de antimonio es un semimetal con una superficie activa de antimonio puro. El contacto de antimonio del electrodo sufre una reacción química para producir una capa de óxido de hidrógeno. La razón por la que los electrodos de antimonio pueden responder al pH como otros electrodos es porque esta capa de óxido puede detectar el pH. Sin embargo, los electrodos de antimonio no son tan buenos para la medición como los electrodos de vidrio o de transistor de efecto de campo sensible a iones (ISFET), ya que su respuesta al pH y la temperatura no es lineal. Su temperatura estándar está limitada a 0-80~C y el rango de pH estándar es 2-11. Las reacciones de oxidación o deformación pueden interrumpir la medición de los electrodos de antimonio. Por ejemplo, oxidación o deformación provocada por la presencia de cloro o sulfito. Porque los contactos de antimonio pueden responder a una posible oxidación o deformación. Actualmente, los electrodos de antimonio rara vez se utilizan para medir el pH, sólo en procesos que contienen soluciones de ácido fluorhídrico. Porque una solución de ácido fluorhídrico con un valor de pH inferior o igual a 4 puede dañar rápidamente el vidrio o los electrodos del transistor de efecto de campo sensible a iones (ISFET). Sin embargo, el uso de electrodos de antimonio en soluciones de ácido fluorhídrico también es limitado, ya que es difícil lograr resultados de medición cuando el valor del pH es menor o igual a 2.
El electrodo de medición de vidrio incluye un mecanismo de vidrio especial que puede emitir una señal de mV que cambia con el pH. Los electrodos de vidrio suelen exhibir una respuesta de mV muy lineal a valores de pH que oscilan entre 1 y 12. Los fabricantes de electrodos de vidrio generalmente proporcionan electrodos de diferentes espesores para adaptarse a diversas condiciones de temperatura. Por ejemplo, son adecuados electrodos de vidrio con temperaturas que oscilan entre 0 y 80~C o entre 20 y 110~(2). Aun así, los electrodos de vidrio grueso siguen siendo frágiles y propensos a romperse o romperse. El uso de electrodos de vidrio en soluciones con un pH mayor o igual a 11 puede provocar errores de sodio; en comparación con soluciones con concentraciones de hidrógeno más bajas, los electrodos de vidrio suelen responder mejor a soluciones con concentraciones de sodio más altas. Otras soluciones, como el potasio, también son propensas a esta reacción. Las lecturas de medición de pH inferiores al valor real generalmente ocurren a pH 0, 1 a 0, 3. Las soluciones de pH alto también pueden corroer el electrodo. Las soluciones de alta temperatura y pH alto pueden afectar la respuesta de los electrodos de vidrio al pH y acortar su vida útil. Los electrodos de vidrio más gruesos se utilizan para soluciones de pH alto. Por el contrario, en soluciones de pH bajo, como pH inferior o igual a 1, el electrodo de vidrio producirá un error de ácido. Debido a que la proporción de ácido a agua es alta en la solución, tanto la película de vidrio como la respuesta del electrodo se verán afectados. Además, las soluciones con altas concentraciones de ácido pueden afectar la precisión y también es importante tener en cuenta que el ácido fluorhídrico puede corroer y, en última instancia, dañar el electrodo de vidrio. Una regla común es que el ácido fluorhídrico o las soluciones con pH inferior o igual a 4 acortarán la vida útil de los electrodos de vidrio. Una explicación más precisa es que los electrodos de vidrio son inestables y pueden corroerse cuando se miden en 10 mol/L de ácido fluorhídrico. En comparación con los electrodos de vidrio, los electrodos de medición de antimonio tienen una resistencia mucho mayor a la corrosión por ácido fluorhídrico.
3 El electrodo de medición del transistor de efecto de campo sensible a iones (ISFET) se ha utilizado como sensor desde la década de 1970, pero sólo recientemente se ha utilizado en mediciones industriales. La razón principal es que el diseño del electrodo ISFET a menudo produce errores de medición y debe calibrarse con frecuencia todos los días. El transistor de efecto de campo sensible a iones (rendimiento ISFET). En comparación con los electrodos de vidrio, no tiene error de sodio y el error de ácido es mucho menor en soluciones de pH bajo que los electrodos de vidrio. La reacción de oxidación/deformación no interrumpirá la respuesta de pH del campo sensible a iones. De hecho, hasta ahora no se ha encontrado que se interrumpa por ninguna circunstancia. Los electrodos de transistores de efecto de campo sensibles a iones pueden proporcionar la respuesta lineal correcta en mV del pH 0-14. dentro del rango de pH de l2, y los electrodos de antimonio solo pueden responder dentro del rango de pH de 1l. Además, es inherentemente muy resistente, mientras que los electrodos de vidrio son frágiles. En muchos entornos de medición, el electrodo de pH de los transistores de efecto de campo sensibles a iones es. menos susceptible a la corrosión química, la contaminación de la sonda y el daño general que los electrodos de antimonio o vidrio. Sin embargo, el diseño actual todavía tiene fallas. Es más susceptible a soluciones corrosivas de alta temperatura que los electrodos de vidrio, aunque puede mantener la precisión de la medición mejor que el vidrio. o electrodos de antimonio. El ácido fluorhídrico también puede dañarlo rápidamente. Además, cierta corrosión química en realidad causa una corrosión más severa de los electrodos de transistores de efecto de campo sensibles a iones que los electrodos de vidrio o antimonio.
