PROFILPELAJAR.COM

Typowy, prosty pH-metr palcowy z elektronicznym miernikiem SEM

pH-metr – urządzenie służące do pomiaru pH analizowanych substancji chemicznych.

Większość pH-metrów to w istocie mierniki potencjału, w których pH ustala się na podstawie pomiaru siły elektromotorycznej (SEM) ogniwa utworzonego z elektrody wskaźnikowej (zanurzonej w roztworze badanym) i elektrody porównawczej (zanurzonej w roztworze wzorcowym o znanym pH). Ogniwa te są zwykle połączone z elektronicznym woltomierzem o dużej czułości, który automatycznie przelicza zmierzoną SEM ogniwa na skalę pH, zgodnie z dostosowanym do warunków pomiaru równaniem Nernsta^[1].

E=E^{0}-{\frac {2.303RT}{F}}{\text{pH}}

gdzie: E = zmierzona SEM ogniwa, E⁰ = potencjał elektrody wzorcowej, R = stała gazowa, T = temperatura w skali Kelvina, F = stała Faradaya

Bardziej złożone pH-metry są dodatkowo zaopatrzone w termometry, gdyż jak wynika z wyżej przedstawionego wzoru temperatura ma wpływ na pomiar. Prostsze pH-metry są zwykle wyskalowane na warunki standardowe (temperatura 25 °C) i gdy pomiaru dokonuje się w zbliżonych warunkach (20–30 °C) błąd pomiaru wynikający ze zmiany temperatury nie jest bardzo istotny.

Sondy pH

Istnieje wiele różnych konstrukcji elektrod pH-metrów. Najbardziej rozpowszechnione są jednak pH-metry ze zintegrowanymi elektrodami (wzorcową i pomiarową) w jednej szklanej sondzie w kształcie palca. Układ ten jest zwykle oparty na wzorcowym roztworze chlorku srebra i układzie elektrod wykonanych ze srebra:

cienkościenna bańka ze szkła, pokryta cienką warstwą uwodnionego żelu (szkło o luźniejszej strukturze). Pomiędzy żelem a analizowanym roztworem zachodzi wymiana jonów, co odpowiada za powstanie mierzonej różnicy potencjałów.
elektroda pomiarowa – zwykle jest to elektroda chlorosrebrowa, wykonana z metalicznego srebra pokrytego warstwą chlorku srebra
roztwór wewnętrzny
czasami na dnie kulki zbiera się nieco stałego chlorku srebra, co jest zjawiskiem normalnym, nie wpływającym na czułość pomiaru
elektroda wzorcowa – wykonana ze srebra i zanurzona w roztworze wzorcowym
wewnętrzny roztwór wzorcowy
membrana łącząca roztwór wzorcowy z roztworem, którego pH się mierzy – membrana ta jest zwykle wykonana z gęstego spieku ceramicznego, który zapobiega mieszaniu się obu roztworów ale zapewnia ich elektryczne połączenie
szklana obudowa całego układu elektrod

Przypisy

↑ Denver G. Hall. Ion-Selective Membrane Electrodes: A General Limiting Treatment of Interference Effects. „The Journal of Physical Chemistry”. 100 (17), s. 7230-7236, 1996. DOI: 10.1021/jp9603039.