pH metrenin prensibi ve yapısı
1. pH metre
pH (asitlik) ölçer, potansiyometrik yöntemle çözeltideki H artı aktivitesini ölçmek için kullanılan bir araçtır. pH metre ile ölçülen değer, çözeltideki H artı iyon konsantrasyonunun negatif logaritması ile ifade edilen çözeltinin pH'ını ifade etmek için kullanılan bir yöntemdir, yani: pH= ー lg[H artı ].
Kullandığımız pH metre iki parçadan oluşur: bir elektrik ölçer ve bir elektrot. Gerçek ölçümde, elektrot ölçülecek çözeltiye daldırılır ve çözeltideki H artı iyonların konsantrasyonu, elektrik ölçere giriş olan milivolt düzeyinde bir voltaj sinyaline dönüştürülür. Elektrik ölçer sinyali yükseltir ve logaritma yoluyla pH'a dönüştürür ve ardından pH, milivolt seviye gösterge cihazı tarafından görüntülenir.
pH metre, ölçüm elektrotu olarak bir cam elektrot ve referans elektrot olarak bir kalomel elektrot kullanır. Hidrojen iyonlarının konsantrasyonundaki değişimin neden olduğu cam elektrotun potansiyelindeki değişiklik, onunla (2-6) formülüne uyması gereken kalomel elektrot arasındaki potansiyelin değişmesine neden olur.
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
Formülde:
E-elektromotor kuvveti, mV;
E0-elektrot standart elektromotor kuvveti, mV;
R, bir molar gaz sabitidir;
T, Kelvin cinsinden mutlak sıcaklıktır;
F, Faraday sabitidir.
(2-6) formülünden sıcaklığın da pH ölçümünde önemli bir etki faktörü olduğu görülebilir. Sıcaklık değişimine dikkat etmeli ve ölçüm yaparken dikkate almalıyız. Şu anda, en yaygın olarak kullanılan pH elektrotları, cam elektrotları ve kalomel elektrotları birleştiren kompozit elektrotlardır.
2. pH elektrodu
Elektrotlar, bir pH metrenin ayrılmaz bir parçasıdır. pH ölçümü, bir ölçüm elektrotu ve bir referans elektrottan oluşan kimyasal bir batarya ile gerçekleştirilir.
(1) pH ölçüm elektrotu, çözeltideki hidrojen iyonlarının aktivitesine tepki veren ve elektrot potansiyeli buna göre değişen pH gösteren elektrot olarak da adlandırılır. Hemen hemen tüm modern pH metreler, ölçüm elektrotları olarak cam elektrotlar kullanır.
(2) Referans elektrodun (atıl elektrot) çözeltideki hidrojen iyonlarının aktivitesine tepkisi yoktur. pH ölçümünde, sabit potansiyele sahip bir yarım hücre gibi davranır ve pH ölçüm elektrodu ile sabit bir referans potansiyeli sağlayan ve bu potansiyeli koruyan bir kimyasal pil oluşturur.
(3) Kompozit elektrot, bir pH ölçüm elektrotu ile bir referans elektrotu birleştiren bir elektrottur. Kompozit elektrotlar oksitleyici ve indirgeyici maddelerden etkilenmez, daha hızlı denge hızına sahiptir ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda, bu elektrotlar temel olarak pH ölçümünde kullanılmaktadır. Cam gösterge elektrotu veya cam kompozit elektrottan bağımsız olarak, hepsi ince film elektrotlardır. Membran potansiyeli, ölçülen çözeltideki hidrojen iyonu aktivitesi ile ince film elektrodun benzersiz özelliklerini yansıtan bir Nernst ilişkisine sahiptir. Bu özellikler elektrotun kendisinden ve kullanım koşullarından etkilenir. ve ölçüm sonuçları üzerinde etkisi vardır.
