Ang prinsipyo ng pagsukat ng pH, aparato at mga uri ng pH meter

Upang mabilis na matukoy ang antas ng pH (sa madaling salita, ang antas ng kaasiman) ng iba't ibang media, ginagamit ang mga pH meter. Pang-industriya o inuming tubig, acid, asin o alkali solution, dugo, ihi at iba pang likido sa katawan, prutas, gulay at iba pang pagkain, medikal na gamot, atbp. — sa prinsipyo, ang lahat ay maaaring maging object ng operational research na halaga ng pH.

Ang pagsukat ng PH ay mahalagang pagsukat ng aktibidad ng mga hydrogen ions sa isang medium. At kahit na ang pagtatalaga ng pH mismo ay literal na isinalin mula sa Latin na "pondus Hydrogenii" bilang "timbang ng hydrogen".

Sa ngayon, ang mga pH meter ay malawakang ginagamit sa microbiology at medisina, sa paggamot ng tubig at agrochemistry, sa agham ng lupa, sa hydroponics, sa laboratoryo at pananaliksik sa larangan, sa industriya ng kemikal at pagkain, sa aquaristics, at sa maraming iba pang mga lugar.

Ang modernong pH meter ay nagbibigay-daan sa iyo upang tumpak at mabilis na matukoy ang halaga ng pH.Kung ang pH ay 7, ang medium ay neutral, tulad ng distilled water, kung saan ang positibong hydrogen ions H + at ang negatibong hydroxide ions OH- ay pantay na hinati. Kung ang kaasiman ay higit sa 7, kung gayon ang daluyan ay alkalina. Kung ang pH ay mas mababa sa 7, ang medium ay acidic.

At kahit na ang mga chemist ay palaging natutukoy ang kaasiman ng daluyan sa pamamagitan ng klasikal na pamamaraan, gamit ang mga tagapagpahiwatig, halimbawa, phenolphthalein, gayunpaman, sa ilang mga proseso kinakailangan lamang na tumpak na mabilang ang tagapagpahiwatig na ito, at kung minsan ay kinakailangan na patuloy na subaybayan. ito, para ayusin ito. Ito ang dahilan kung bakit naimbento ang mga pH meter.

Ang pH meter ay talagang isang electronic millivoltmeter dahil sinusukat nito ang potensyal na pagkakaiba sa electrochemical system ng isang pares ng mga electrodes at ang test medium kung saan inilalagay ang mga ito. Totoo na ang sukat ng aparato ay nagtapos dito hindi sa millivolts, ngunit sa pH, dahil ang sinusukat na EMF ay lumalabas na proporsyonal sa pH.

Dalawang electrodes: isang glass indicator (ang mga oxidizer ay hindi natatakot sa borosilicate glass) at silver chloride - isang karagdagang reference electrode. Ang glass electrode ay may napakataas na resistensya ng sampu-sampung megohms, at ito lamang ang pangunahing kinakailangan - ang probe resistance ay dapat na hindi bababa sa 0.1 GΩ. Ang pH meter ay na-calibrate gamit ang mga buffer solution ng kilalang pH.

Dahil sa katotohanan na ang halaga ng EMF ay apektado ng temperatura, ang bawat naturang aparato sa pagsukat ay may kabayaran sa temperatura para sa mga sukat sa mga temperatura maliban sa + 25 ° C.Ngunit upang makamit ang napakataas na katumpakan, kinakailangang sukatin nang tumpak sa temperatura na + 25 ° C, kaya naman maraming mga pH meter ang nilagyan ng built-in na thermometer, upang masundan mo kaagad ang temperatura ng medium sa proseso ng pananaliksik.

Ang indicator glass electrode sa anyo ng isang tubo na may manipis na pader na bola sa dulo, na gawa sa isang espesyal na electrically conductive borosilicate glass, ay mahalagang konektado sa isang de-koryenteng circuit. Ang paggalaw ng mga positibong H + ions sa loob ng naturang baso ay ginagawang posible na gamitin ito (ang mga kasyon sa loob ng salamin ay gumagalaw na may kaugnayan sa polyanion ng silicic acid). Ang isang suspensyon ng silver chloride sa isang solusyon ng hydrochloric acid ay ibinuhos sa test tube, pagkatapos nito ang isang pilak na kawad ay inilubog dito - ito ay kung paano nakuha ang isang silver chloride electrode.

Ang glass electrode ay ibinaba sa test medium, ang electrical circuit ay sarado sa pamamagitan ng paglalagay ng karagdagang reference electrode (mercury-calomel paste sa potassium chloride solution) dito (sa pamamagitan ng electrolytic switch o direkta). Ang potassium chloride ay lumilikha ng contact sa pagitan ng mercury-calomel na bahagi ng cell at ng test medium. Ang karagdagang elektrod na ito ay karaniwang inilalagay sa isang glass case na hindi natatagusan ng H + ions.

Ang conductive contact ng potassium chloride solution sa reference electrode na may test solution ay nabuo dahil sa isang manipis na thread o capillary sa isang glass case. Sa ganitong paraan, ang isang galvanic cell ay nakuha mula sa isang reference electrode at isang silver chloride electrode, at ang electrolyte na bahagi ng cell ay may kasamang conductive glass film at test environment.

Ang EMF ng sistema ng elektrod ay sinusukat sa isang millivoltmeter, ang sukat nito ay nagtapos sa pH.Ang mga electron mula sa silver chloride electrode ay inililipat sa reference electrode sa ilalim ng pagkilos ng sinusukat na EMF, na palaging sinamahan ng paglipat ng isang pantay na bilang ng mga proton mula sa loob ng glass electrode sa daluyan.

Kung sa kasong ito kukunin natin ang konsentrasyon ng mga positibong hydrogen ions H + sa pare-pareho ng glass electrode, kung gayon ang EMF ay magiging isang function ng aktibidad ng H +, iyon ay, isang function ng pH ng medium na pinag-aaralan.

Gumagana ang mga modernong modelo ng pH meter salamat sa mga microprocessor na nagsasagawa ng kompensasyon sa temperatura at nilulutas ang maraming nauugnay na gawain. Kung mas kumplikado ang device, mas maraming gawain ang malulutas nito. Ang uri ng katumpakan ng mga instrumento ay nag-iiba ayon sa modelo, at maaaring pumili ng angkop na pH meter para sa iba't ibang aplikasyon.

May mga pocket household pH meter, may mga propesyonal na laboratoryo, portable at pang-industriya na nakatigil. Sinusukat ng ilang pH meter ang konsentrasyon ng mga ion sa medium, ang nilalaman ng mga nitrates, atbp., ay may built-in na memorya upang mag-imbak ng mga resulta, ang kakayahang makipag-usap sa isang computer at ang function ng pagsasaayos ng mga parameter sa pamamagitan ng feedback loop.