El principio y la estructura del medidor de pH.
1. medidor de pH
El medidor de pH (acidez) es un instrumento para medir la actividad de H+ en la solución por el método potenciométrico. El valor medido por el medidor de pH es un método utilizado para expresar el pH de la solución, que se expresa por el logaritmo negativo de la concentración de iones H+ en la solución, es decir: pH= ー lg[H+ ].
El medidor de pH que utilizamos se compone de dos partes: un medidor eléctrico y un electrodo. En la medición real, el electrodo se sumerge en la solución a medir y la concentración de iones H+ en la solución se convierte en una señal de voltaje de nivel de milivoltios, que se ingresa al medidor eléctrico. El medidor eléctrico amplifica la señal y la convierte en pH a través del logaritmo, y luego el instrumento de visualización de nivel de milivoltios muestra el pH.
El medidor de pH utiliza un electrodo de vidrio como electrodo de medición y un electrodo de calomelano como electrodo de referencia. El cambio de potencial del electrodo de vidrio causado por el cambio de concentración de iones de hidrógeno provoca el cambio de potencial entre este y el electrodo de calomelanos, que debe ajustarse a la fórmula (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
En la fórmula:
E-fuerza electromotriz, mV;
E0-fuerza electromotriz estándar del electrodo, mV;
R es una constante de gas molar;
T es la temperatura absoluta en Kelvin;
F es la constante de Faraday.
Se puede ver en la fórmula (2-6) que la temperatura también es un factor de influencia importante al medir el pH. Debemos prestar atención al cambio de temperatura y tenerlo en cuenta a la hora de medir. En la actualidad, los electrodos de pH más utilizados son los electrodos compuestos, que tienen electrodos de vidrio y electrodos de calomelanos combinados.
2. electrodo de pH
Los electrodos son una parte integral de un medidor de pH. La medición del pH se logra mediante una batería química compuesta por un electrodo de medición y un electrodo de referencia.
(1) El electrodo de medición de pH también se denomina electrodo indicador de pH, que responde a la actividad de los iones de hidrógeno en la solución, y el potencial del electrodo cambia en consecuencia. Casi todos los medidores de pH modernos utilizan electrodos de vidrio como electrodos de medición.
(2) El electrodo de referencia (electrodo inerte) no responde a la actividad de los iones de hidrógeno en la solución. En la medición de pH, actúa como una media celda con potencial constante y forma una batería química con el electrodo de medición de pH, proporcionando y manteniendo un potencial de referencia fijo.
(3) Un electrodo compuesto es un electrodo que combina un electrodo de medición de pH y un electrodo de referencia. Los electrodos compuestos no se ven afectados por las sustancias oxidantes y reductoras, tienen una velocidad de equilibrio más rápida y son ampliamente utilizados. Actualmente, estos electrodos se utilizan básicamente en la medición de pH. Independientemente del electrodo indicador de vidrio o del electrodo compuesto de vidrio, todos son electrodos de película delgada. El potencial de membrana tiene una relación de Nernst con la actividad de iones de hidrógeno en la solución medida, lo que refleja las propiedades únicas del electrodo de película delgada. Estas propiedades se ven afectadas por el propio electrodo y las condiciones de uso. y tienen un efecto en los resultados de la medición.
