Princip i struktura pH metra
1. pH metar
Mjerač pH (kiselosti) je instrument za mjerenje aktivnosti H plus u otopini potenciometrijskom metodom. Vrijednost mjerena pH metrom je metoda koja se koristi za izražavanje pH otopine, koji se izražava negativnim logaritmom koncentracije H plus jona u otopini, odnosno: pH= ー lg[H plus ].
PH metar koji koristimo sastoji se od dva dijela: električnog mjerača i elektrode. U stvarnom mjerenju, elektroda je uronjena u otopinu koja se mjeri, a koncentracija H plus jona u otopini se pretvara u naponski signal milivoltnog nivoa, koji se ulazi u električni mjerač. Električni mjerač pojačava signal i pretvara ga u pH kroz logaritam, a zatim pH prikazuje instrument za prikaz milivoltnog nivoa.
PH metar koristi staklenu elektrodu kao mjernu elektrodu i kalomelnu elektrodu kao referentnu elektrodu. Promjena potencijala staklene elektrode uzrokovana promjenom koncentracije vodikovih jona uzrokuje promjenu potencijala između nje i kalomelne elektrode, koja bi trebala odgovarati formuli (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
U formuli:
E-elektromotorna sila, mV;
E0-standardna elektromotorna sila elektrode, mV;
R je molarna plinska konstanta;
T je apsolutna temperatura u Kelvinima;
F je Faradejeva konstanta.
Iz formule (2-6) se može vidjeti da je temperatura također važan faktor utjecaja pri mjerenju pH. Treba obratiti pažnju na promjenu temperature i uzeti je u obzir prilikom mjerenja. Trenutno, najčešće korištene pH elektrode su kompozitne elektrode, koje imaju kombinirane staklene elektrode i kalomelne elektrode.
2. pH elektroda
Elektrode su sastavni dio pH metra. Mjerenje pH se postiže pomoću kemijske baterije koja se sastoji od mjerne elektrode i referentne elektrode.
(1) Elektroda za mjerenje pH naziva se i elektroda za pokazivanje pH, koja reagira na aktivnost vodikovih jona u otopini, a potencijal elektrode se mijenja u skladu s tim. Gotovo svi moderni pH metri koriste staklene elektrode kao mjerne elektrode.
(2) Referentna elektroda (inertna elektroda) nema odgovor na aktivnost vodonikovih jona u rastvoru. U pH mjerenju, djeluje kao polućelija sa konstantnim potencijalom i formira kemijsku bateriju s elektrodom za mjerenje pH vrijednosti, osiguravajući i održavajući fiksni referentni potencijal.
(3) Kompozitna elektroda je elektroda koja kombinira elektrodu za mjerenje pH i referentnu elektrodu. Kompozitne elektrode nisu pod utjecajem oksidirajućih i redukcijskih tvari, imaju veću ravnotežnu brzinu i široko se koriste. Trenutno se ove elektrode u osnovi koriste za mjerenje pH vrijednosti. Bez obzira na staklenu indikatorsku elektrodu ili staklenu kompozitnu elektrodu, sve su to elektrode od tankog filma. Potencijal membrane ima Nernstov odnos s aktivnošću vodikovih jona u mjerenom rastvoru, što odražava jedinstvena svojstva elektrode tankog filma. Na ova svojstva utiču sama elektroda i uslovi upotrebe. i utiču na rezultate merenja.
