Каков принцип работы pH-метра?

pH-метр состоит из нескольких жизненно важных компонентов, таких как измерительный электрод, электрод сравнения и датчик температуры.

pH-метр оценивает напряжение электрохимической ячейки и на основе датчика температуры определяет pH суспензии.

Большинство pH-метров содержат комбинированные электроды, в которых pH-электроды и датчик температуры изготовлены в одном корпусе.

Алгебраическая сумма потенциалов измерительного электрода, электрода сравнения и жидкостного перехода известна как общий потенциал или напряжение.

Электрод сравнения содержит нейтральный раствор, например раствор хлорида калия, с фиксированной концентрацией. Он дает стабильное напряжение.

Напротив, потенциал измерительного электрода полностью зависит от pH суспензии.

Оценивается изменение потенциала (напряжения) между стеклянной мембраной pH-метра электрода для измерения pH и электродом сравнения, который погружен в исследуемую жидкость образца.

Когда два электрода погружаются в суспензию образца, происходит процесс ионного обмена, при котором некоторые ионы водорода движутся к внешней поверхности измерительного электрода и вытесняют некоторые ионы металлов внутри него.

Аналогично, некоторые ионы металлов мигрируют от стеклянного электрода к суспензии образца. Реакция потенциала электрода сравнения на изменение pH незначительна или не зависит от изменений pH и поэтому создает стабильное напряжение.

На внутренней поверхности стеклянного электрода дополнительно происходят процессы обмена с суспензией образца.

Это порождает потенциальную вариацию (активность ионов водорода) среди них. Потенциал жидкостного перехода обычно невелик и почти постоянен, что существенно зависит от интенсивности ионов в суспензии образца.

Каждые три потенциала суммируются и ранжируются по высокоомному вольтметру.

Потенциальное напряжение, генерируемое за мембраной стеклянного электрода, зависит от температуры с температурным коэффициентом около 0,3% на единицу.°С.

Измерители pH имеют возможности для улучшения показателей pH при изменении температуры, и это называется автоматической температурной компенсацией (ATC).

Выходным сигналом вольтметра импеданса является исследование напряжения, и его необходимо откалибровать для точного измерения pH.

Калибровка выполняется путем погружения измерительного электрода в буферную жидкость с известным pH, что помогает понять показание в милливольтах как измерение pH суспензии образца при заданной температуре.