PH metra darbības princips un uzbūves sastāvdaļas
1. pH metrs
PH (skābuma) mērītājs ir instruments H+ aktivitātes noteikšanai šķīdumā ar potenciometrisko metodi. pH metrs mēra vērtību, ko izmanto, lai norādītu šķīduma skābumu vai sārmainību šķīduma H+ jonu koncentrācijas negatīvā logaritma izteiksmē, ti, pH=ーlg[H+].
Mūsu izmantotais pH metrs sastāv no divām daļām: mērītāja un elektroda. Faktiskajā mērījumā elektrods tiek iegremdēts mērāmā šķīdumā, H + jonu koncentrācija šķīdumā tiek pārveidota par milivoltu sprieguma signālu, ievades mērītāju. Mērītājs pastiprinās signālu un pēc logaritmiskas pārvēršanas uz pH, un pēc tam ar milivoltu līmeņa displeju mērītājs parāda pH.
PH metrs izmanto stikla elektrodu kā mērīšanas elektrodu un kalomela elektrodu kā atsauces elektrodu. Ūdeņraža jonu koncentrācijas izmaiņām, ko izraisa izmaiņas stikla elektroda potenciālā, kā rezultātā mainās potenciāls starp tā elektrodu un kalomela elektrodu, jāatbilst formulai (2-6).
E=E0-2.3026RT/F............(2-6)
Formulā:
E elektriskais potenciāls, mV;
E0 elektroda standarta elektriskais potenciāls, mV;
R molārā gāzes konstante;
T a Kelvina absolūtā temperatūra;
F Faradeja konstante.
No formulas (2-6) var redzēt, ka pH mērīšanas temperatūra ir arī svarīgs faktors, mērījumā jāpievērš uzmanība temperatūras izmaiņām un jāņem vērā. Pašlaik izmantotie pH elektrodi kompozītmateriāliem, stikla elektrodi ir savienoti kopā ar kalomela elektrodu.
2.pH elektrods
Elektrods ir neatņemama pH metra sastāva sastāvdaļa. pH mērīšana ir, mērot elektrodus, atsauces elektrodu, kas sastāv no ķīmiskās baterijas, lai pabeigtu.
(1) pH mērīšanas elektrods, kas pazīstams arī kā pH indikatora elektrods, ūdeņraža jonu aktivitātei šķīdumā ir reakcija, elektroda potenciāls mainās. Gandrīz visi mūsdienu pH mērītāji izmanto stikla elektrodus kā mērīšanas elektrodu.
(2) Standarta elektrods (inerts elektrods), nav reakcijas uz ūdeņraža jonu aktivitāti šķīdumā. PH mērījumā tas kā nemainīga potenciāla pusšūna un pH mērīšanas elektrods veido ķīmisko šūnu, lai nodrošinātu un uzturētu fiksētu atskaites potenciālu.
(3) Kompozītmateriāla elektrods ir pH mērīšanas elektroda un atsauces elektroda kombinācija. Kompozītmateriālu elektrodu neietekmē oksidējošās un reducējošās vielas, līdzsvaro ātrāk, plašāk izmantots, pašreizējais pH mērījums pamatā ir tādi elektrodi. Neatkarīgi no tā, vai stikla indikatorelektrods vai stikla kompozītmateriāla elektrods ir plēves elektrods, plēves potenciāls un izmērītā ūdeņraža jonu aktivitāte šķīdumā ir enerģijas un startera attiecības, kas atspoguļo plēves elektroda unikālo veiktspēju, šīs paša elektroda īpašības un ietekmes apstākļu izmantošanu un mērījumu lomas rezultātiem.
