PH metre ölçüm elektrodu ve seçim yöntemi
Antimon ölçüm elektrodu, saf antimon aktif yüzeye sahip yarı metaldir. Elektrotun antimon teması, bir hidrojen oksit tabakası oluşturmak için kimyasal bir reaksiyona girer. Antimon elektrotların da diğer elektrotlar gibi pH'a tepki verebilmelerinin nedeni, bu oksit tabakasının pH'ı algılayabilmesidir. Ancak antimon elektrotlar, pH ve sıcaklığa tepkileri doğrusal olmadığından ölçüm açısından cam veya iyona duyarlı alan etkili transistör (ISFET) elektrotları kadar iyi değildir. Standart sıcaklığı 0-80~C ile sınırlıdır ve standart pH aralığı 2-11'dir. Oksidasyon veya deformasyon reaksiyonları antimon elektrotlarının ölçümünü kesintiye uğratabilir. Örneğin, klor veya sülfit varlığından kaynaklanan oksidasyon veya deformasyon. Çünkü antimon kontakları olası oksidasyona veya deformasyona tepki verebilir. Antimon elektrotları artık yalnızca hidroflorik asit çözeltileri içeren işlemlerde pH ölçümü için nadiren kullanılmaktadır. Çünkü pH değeri 4'ten düşük veya ona eşit olan bir hidroflorik asit çözeltisi, cama veya iyona duyarlı alan etkili transistör (ISFET) elektrotlarına hızla zarar verebilir. Ancak pH değeri 2'den küçük veya ona eşit olduğunda ölçüm sonuçlarına ulaşmak zor olduğundan hidroflorik asit çözeltilerinde antimon elektrotların kullanımı da sınırlıdır.
Cam ölçüm elektrodu, pH ile değişen bir mV sinyali yayan özel bir mekanizma camı içerir. Cam elektrotlar tipik olarak 1 ila 12 arasındaki pH değerlerine çok doğrusal bir mV tepkisi sergiler. Cam elektrot üreticileri genellikle çeşitli sıcaklık koşullarına uyacak şekilde farklı kalınlıklarda elektrotlar sağlar. Örneğin, sıcaklıkları 0 ile 80~C veya 20 ile 110~(2) arasında değişen cam elektrotlar uygundur. Buna rağmen kalın cam elektrotlar hala kırılgandır ve kırılmaya veya kırılmaya eğilimlidir. pH'ı 11'den büyük veya ona eşit olan çözeltilerde cam elektrotların kullanılması sodyum hatalarına neden olabilir; daha düşük hidrojen konsantrasyonlu çözeltilerle karşılaştırıldığında cam elektrotlar genellikle daha yüksek sodyum konsantrasyonlu çözeltilere daha duyarlıdır. Potasyum gibi diğer çözeltiler de bu reaksiyona yatkındır. Gerçek değerden daha düşük pH ölçümü okumaları genellikle pH 0,1 ila 0,3 arasında gerçekleşir. 3. Yüksek pH'lı çözeltiler ayrıca elektrodu aşındırabilir. Yüksek sıcaklık ve yüksek pH çözeltileri, cam elektrotların pH'a tepkisini etkileyebilir ve ömrünü kısaltabilir. Yüksek pH'lı çözeltiler için daha kalın cam elektrotlar kullanılır. Bunun tersine, pH'ı 1'den küçük veya ona eşit gibi düşük pH'lı çözeltilerde cam elektrot bir asit hatası üretecektir. Çözeltideki asit/su oranı yüksek olduğundan hem cam filmi hem de elektrot tepkisi etkilenecektir. Ayrıca, yüksek asit konsantrasyonlu çözeltiler doğruluğu etkileyebilir ve hidroflorik asidin cam elektrodu aşındırıp sonuçta hasar verebileceğini de unutmamak gerekir. Yaygın bir kural, hidroflorik asitin veya pH'ı 4'ten düşük veya 4'e eşit olan çözeltilerin cam elektrotların ömrünü kısaltacağıdır. Daha doğru bir açıklama, cam elektrotların kararsız olduğu ve 10 mol/L hidroflorik asitte ölçüldüğünde paslanabileceğidir. Antimon ölçüm elektrotları, cam elektrotlarla karşılaştırıldığında hidroflorik asit korozyonuna karşı çok daha güçlü bir dirence sahiptir.
3 İyona duyarlı alan etkili transistör (ISFET) ölçüm elektrodu 1970'lerden bu yana sensör olarak kullanılmaktadır ancak endüstriyel ölçümde ancak son zamanlarda kullanılmaya başlanmıştır. Bunun temel nedeni, ISFET elektrotunun tasarımının sıklıkla ölçüm hataları üretmesi ve her gün sık sık kalibre edilmesi gerekmesidir. İyona duyarlı alan etkili transistör (ISFET performansı. Cam elektrotlarla karşılaştırıldığında sodyum hatası yoktur ve asit hatası düşük pH'lı çözeltilerde cam elektrotlara göre çok daha küçüktür. Oksidasyon/deformasyon reaksiyonu iyona duyarlı alanın pH tepkisini kesintiye uğratmaz. Aslında şu ana kadar herhangi bir durum tarafından kesintiye uğradığı tespit edilmemiştir. İyona duyarlı alan etkili transistör elektrotları pH'dan doğru doğrusal mV tepkisi verebilir 0-14. Ancak cam elektrotlar yalnızca tepki verebilir. pH l2 aralığındadır ve antimon elektrotlar yalnızca 1l pH aralığında yanıt verebilir. Ayrıca, cam elektrotlar kırılgan olmasına rağmen doğası gereği çok dayanıklıdır. İyona duyarlı alan etkili transistörlerin pH elektrotu, Antimon veya cam elektrotlara göre kimyasal korozyona, prob kirliliğine ve genel hasara karşı daha az hassastır. Bununla birlikte, mevcut tasarımın hala kusurları vardır. Ölçüm doğruluğunu camdan daha iyi koruyabilmesine rağmen, yüksek sıcaklıktaki aşındırıcı çözeltilere karşı cam elektrotlara göre daha hassastır. veya antimon elektrotları. Hidroflorik asit de hızla ona zarar verebilir. Ek olarak, bazı kimyasal korozyon aslında iyona duyarlı alan etkili transistör elektrotlarında cam veya antimon elektrotlara göre daha şiddetli korozyona neden olur.
