Prinsip pengukuran pH, peranti dan jenis meter pH
Untuk menentukan tahap pH dengan cepat (dengan kata lain, tahap keasidan) pelbagai media, meter pH digunakan. Air industri atau minuman, asid, garam atau larutan alkali, darah, air kencing dan cecair badan lain, buah-buahan, sayur-sayuran dan bahan makanan lain, ubat perubatan, dsb. — pada dasarnya, semuanya boleh menjadi objek nilai pH penyelidikan operasi.
Mengukur PH pada asasnya adalah pengukuran aktiviti ion hidrogen dalam medium. Dan bahkan sebutan pH itu sendiri secara literal diterjemahkan dari bahasa Latin "pondus Hydrogenii" sebagai "berat hidrogen".
Hari ini, meter pH digunakan secara meluas dalam mikrobiologi dan perubatan, dalam rawatan air dan agrokimia, dalam sains tanah, dalam hidroponik, dalam makmal dan penyelidikan lapangan, dalam industri kimia dan makanan, dalam akuaristik, dan di banyak tempat lain.
Meter pH moden membolehkan anda menentukan nilai pH dengan tepat dan cepat.Jika pH ialah 7, medium adalah neutral, seperti air suling, di mana ion hidrogen positif H + dan ion hidroksida negatif OH- dibahagikan sama rata. Jika keasidan lebih daripada 7, maka medium adalah beralkali. Jika pH kurang daripada 7, medium adalah berasid.
Dan walaupun ahli kimia sentiasa dapat menentukan keasidan medium dengan kaedah klasik, menggunakan penunjuk, sebagai contoh, fenolftalein, namun, dalam beberapa proses, hanya perlu untuk mengukur penunjuk ini dengan tepat, dan kadang-kadang perlu sentiasa memantau itu, untuk mengatur untuk membetulkannya. Untuk inilah meter pH dicipta.
Meter pH sebenarnya adalah milivoltmeter elektronik kerana ia mengukur beza potensi merentasi sistem elektrokimia sepasang elektrod dan medium ujian di mana ia diletakkan. Memang benar bahawa skala peranti dikelaskan di sini bukan dalam milivolt, tetapi dalam pH, kerana EMF yang diukur ternyata berkadar dengan pH.
Dua elektrod: penunjuk kaca (pengoksida tidak takut kaca borosilikat) dan perak klorida - elektrod rujukan tambahan. Elektrod kaca mempunyai rintangan yang sangat tinggi iaitu berpuluh-puluh megohm, dan ini hanyalah keperluan asas — rintangan probe hendaklah tidak kurang daripada 0.1 GΩ. Meter pH ditentukur menggunakan larutan penimbal pH yang diketahui.
Disebabkan oleh fakta bahawa nilai EMF dipengaruhi oleh suhu, setiap peranti pengukur tersebut mempunyai pampasan suhu untuk pengukuran pada suhu selain daripada + 25 ° C.Tetapi untuk mencapai ketepatan yang sangat tinggi, adalah perlu untuk mengukur dengan tepat pada suhu + 25 ° C, itulah sebabnya banyak meter pH dilengkapi dengan termometer terbina dalam, supaya anda boleh segera mengikuti suhu medium dalam proses penyelidikan.
Elektrod kaca penunjuk dalam bentuk tiub dengan bola berdinding nipis di hujungnya, diperbuat daripada kaca borosilikat konduktif elektrik khas, pada asasnya disambungkan ke litar elektrik. Pergerakan ion H + positif di dalam kaca sedemikian memungkinkan untuk menggunakannya (kation di dalam kaca bergerak berbanding polianion asid silisik). Penggantungan perak klorida dalam larutan asid hidroklorik dituangkan ke dalam tabung uji, selepas itu wayar perak dicelupkan ke dalamnya - ini adalah bagaimana elektrod perak klorida diperoleh.
Elektrod kaca diturunkan ke dalam medium ujian, litar elektrik ditutup dengan meletakkan elektrod rujukan tambahan (pes merkuri-kalomel dalam larutan kalium klorida) ke dalamnya (melalui suis elektrolitik atau terus). Kalium klorida mewujudkan sentuhan antara bahagian merkuri-kalomel sel dan medium ujian. Elektrod tambahan ini biasanya diletakkan di dalam bekas kaca yang tidak telap kepada ion H +.
Sentuhan konduktif larutan kalium klorida dalam elektrod rujukan dengan larutan ujian terbentuk disebabkan oleh benang nipis atau kapilari dalam bekas kaca. Dengan cara ini, sel galvanik diperoleh daripada elektrod rujukan dan elektrod perak klorida, dan bahagian elektrolit sel termasuk filem kaca konduktif dan persekitaran ujian.
EMF sistem elektrod diukur dengan milivoltmeter, skalanya digradasi dalam pH.Elektron daripada elektrod perak klorida dipindahkan ke elektrod rujukan di bawah tindakan EMF yang diukur, yang sentiasa disertai dengan pemindahan bilangan proton yang sama dari bahagian dalam elektrod kaca ke medium.
Jika dalam kes ini kita mengambil kepekatan ion hidrogen positif H + dalam pemalar elektrod kaca, maka EMF akan menjadi fungsi aktiviti H +, iaitu, fungsi pH medium yang dikaji.
Model moden meter pH berfungsi terima kasih kepada mikropemproses yang melakukan pampasan suhu dan menyelesaikan banyak tugas yang berkaitan. Lebih kompleks peranti, lebih banyak tugas yang boleh diselesaikannya. Kelas ketepatan instrumen berbeza mengikut model, dan meter pH yang sesuai boleh dipilih untuk aplikasi yang berbeza.
Terdapat meter pH isi rumah poket, terdapat makmal profesional, mudah alih dan pegun industri. Sesetengah meter pH mengukur kepekatan ion dalam medium, kandungan nitrat, dsb., mempunyai memori terbina dalam untuk menyimpan keputusan, keupayaan untuk berkomunikasi dengan komputer dan fungsi melaraskan parameter melalui gelung maklum balas.