PH metrenin prensibi ve yapısı
1.pH metre
pH (asitlik) ölçer, potansiyometrik yöntemi kullanarak bir çözeltideki H+ aktivitesini ölçen bir araçtır. PH metre ile ölçülen değer, bir çözeltinin pH'ını ifade etmek için kullanılan bir yöntemdir. Çözeltideki H+ iyonu konsantrasyonunun negatif logaritması ile ifade edilir, yani: pH=ーlg[H+].
Kullandığımız pH metre iki parçadan oluşur: elektrik sayacı ve elektrot. Gerçek ölçümde, elektrot ölçülecek çözeltiye daldırılır ve çözeltideki H+ iyon konsantrasyonu, elektrik sayacına girilen milivolt seviyesinde bir voltaj sinyaline dönüştürülür. Elektrik sayacı sinyali güçlendirir ve logaritmik olarak pH'a dönüştürür ve ardından milivolt seviye göstergesi pH'ı görüntüler.
PH metre, ölçüm elektrotu olarak bir cam elektrot ve referans elektrot olarak bir kalomel elektrot kullanır. Hidrojen iyonu konsantrasyonundaki değişimin neden olduğu cam elektrot potansiyelindeki değişiklik, onunla kalomel elektrot arasındaki potansiyelde bir değişikliğe neden olur ve bu, (2-6) formülüne uyması gerekir.
E=E0-2.3026RT/F…………(2-6)
Formülde:
E - elektromotor kuvvet, mV;
E0 - elektrot standart elektromotor kuvveti, mV;
R, mol başına gaz sabitidir;
T, Kelvin cinsinden mutlak sıcaklıktır;
F - Faraday sabiti.
(2-6) denkleminden, pH ölçümünde sıcaklığın da önemli bir faktör olduğu görülebilir. Ölçüm yaparken sıcaklık değişimine dikkat etmeli ve dikkate almalısınız. Şu anda pH için yaygın olarak kullanılan elektrotların çoğu, cam elektrotları ve kalomel elektrotları birleştiren kompozit elektrotlardır.
2.pH elektrodu
Elektrot pH metrenin önemli bir parçasıdır. pH ölçümü, bir ölçüm elektrotu ve bir referans elektrotu ile kimyasal bir pil oluşturularak tamamlanır.
(1) pH gösterge elektrotu olarak da adlandırılan pH ölçüm elektrotu, çözeltideki hidrojen iyonlarının aktivitesine yanıt verir ve elektrot potansiyeli buna göre değişir. Hemen hemen tüm modern pH metreler, ölçüm elektrotları olarak cam elektrotlar kullanır.
(2) Referans elektrotun (atıl elektrot) çözeltideki hidrojen iyonlarının aktivitesine tepkisi yoktur. pH ölçümünde sabit potansiyele sahip bir yarı hücre görevi görür ve pH ölçüm elektrotu ile kimyasal bir pil oluşturarak sabit bir referans potansiyeli sağlar ve korur.
(3) Kompozit elektrot, pH ölçüm elektrotunu ve referans elektrotunu birleştiren bir elektrottur. Kompozit elektrotlar oksitleyici ve indirgeyici maddelerden etkilenmez, hızlı denge hızına sahiptir ve yaygın olarak kullanılır. Şu anda bu elektrotlar temel olarak pH ölçümü için kullanılmaktadır. Cam gösterge elektrotunun veya cam kompozit elektrotun ince film elektrotu olup olmadığına bakılmaksızın, membran potansiyeli, ince film elektrotunun benzersiz özelliklerini yansıtan, ölçülen çözeltideki hidrojen iyonu aktivitesi ile bir Nernst ilişkisine sahiptir. Bu özellikler elektrotun kendisinden ve kullanım koşullarından etkilenir. ve ölçüm sonuçlarına etkisi vardır.
