PH mērīšanas princips, ierīce un pH mērītāju veidi

Lai ātri noteiktu dažādu barotņu pH līmeni (citiem vārdiem sakot, skābuma līmeni), tiek izmantoti pH mērītāji. Rūpnieciskais vai dzeramais ūdens, skābes, sāls vai sārmu šķīdums, asinis, urīns un citi ķermeņa šķidrumi, augļi, dārzeņi un citi pārtikas produkti, ārstniecības zāles utt. — principā viss var kļūt par operatīvās izpētes objektu pH vērtība.

PH mērīšana būtībā ir ūdeņraža jonu aktivitātes mērīšana vidē. Un pat pats apzīmējums pH ir burtiski tulkots no latīņu valodas "pondus Hydrogenii" kā "ūdeņraža svars".

Mūsdienās pH mērītājus plaši izmanto mikrobioloģijā un medicīnā, ūdens attīrīšanā un agroķīmijā, augsnes zinātnē, hidroponikā, laboratorijas un lauka pētījumos, ķīmiskajā un pārtikas rūpniecībā, akvaristikā un daudzviet citur.

Modernais pH metrs ļauj precīzi un ātri noteikt pH vērtību.Ja pH ir 7, vide ir neitrāla, piemēram, destilēts ūdens, kurā pozitīvie ūdeņraža joni H + un negatīvie hidroksīda joni OH- ir sadalīti vienādi. Ja skābums ir lielāks par 7, tad vide ir sārmaina. Ja pH ir mazāks par 7, vide ir skāba.

Un, lai gan ķīmiķi vienmēr ir spējuši noteikt barotnes skābumu ar klasisko metodi, izmantojot indikatorus, piemēram, fenolftaleīnu, tomēr dažos procesos ir vienkārši nepieciešams precīzi noteikt šī indikatora daudzumu, un dažreiz tas ir pastāvīgi jāuzrauga. to, lai to izlabotu. Tam tika izgudroti pH mērītāji.

PH metrs faktiski ir elektronisks milivoltmetrs, jo tas mēra potenciālu starpību elektrodu pāra elektroķīmiskajā sistēmā un testa vidē, kurā tie ir ievietoti. Tiesa, ierīces skala šeit ir graduēta nevis milivoltos, bet gan pH, jo izmērītais EML izrādās proporcionāls pH.

Divi elektrodi: stikla indikators (oksidētāji nebaidās no borsilikāta stikla) ​​un sudraba hlorīds - papildu atskaites elektrods. Stikla elektrodam ir ļoti augsta pretestība desmitiem megomu, un tā ir tikai pamatprasība — zondes pretestībai jābūt ne mazākai par 0,1 GΩ. pH metrs tiek kalibrēts, izmantojot buferšķīdumus ar zināmu pH līmeni.

Sakarā ar to, ka EML vērtību ietekmē temperatūra, katrai šādai mērierīcei ir temperatūras kompensācija mērījumiem temperatūrā, kas nav + 25 ° C.Bet, lai sasniegtu ļoti augstu precizitāti, ir nepieciešams precīzi mērīt + 25 ° C temperatūrā, tāpēc daudzi pH metri ir aprīkoti ar iebūvētu termometru, lai jūs varētu nekavējoties sekot līdzi vides temperatūrai izpētes process.

Indikatora stikla elektrods caurules formā ar plānsienu lodi galā, kas izgatavots no īpaša elektriski vadoša borsilikāta stikla, būtībā ir savienots ar elektrisko ķēdi. Pozitīvo H + jonu kustība šāda stikla iekšpusē ļauj to izmantot (katijoni stikla iekšpusē pārvietojas attiecībā pret silīcijskābes polianjonu). Mēģenē ielej sudraba hlorīda suspensiju sālsskābes šķīdumā, pēc tam tajā iemērc sudraba stiepli - šādi tiek iegūts sudraba hlorīda elektrods.

Stikla elektrodu nolaiž testa vidē, elektrisko ķēdi noslēdz, ievietojot tajā papildu atsauces elektrodu (dzīvsudraba-kalomeļa pastu kālija hlorīda šķīdumā) (izmantojot elektrolītisko slēdzi vai tieši). Kālija hlorīds rada kontaktu starp šūnas dzīvsudraba kalomela daļu un testa vidi. Šo papildu elektrodu parasti ievieto stikla vitrīnā, kas ir necaurlaidīgs H+ jonus.

References elektrodā esošā kālija hlorīda šķīduma vadošais kontakts ar testa šķīdumu veidojas plāna vītnes vai kapilāra dēļ stikla vitrīnā.Šādā veidā no atsauces elektroda un sudraba hlorīda elektroda iegūst galvanisko elementu un elementa elektrolīta daļa ietver vadošu stikla plēvi un testa vidi.

Elektrodu sistēmas EMF mēra ar milivoltmetru, tā skala ir graduēta pēc pH.Elektroni no sudraba hlorīda elektroda tiek pārnesti uz atsauces elektrodu izmērītā EML iedarbībā, ko vienmēr pavada vienāda skaita protonu pārnešana no stikla elektroda iekšpuses uz vidi.

Ja šajā gadījumā ņemam pozitīvo ūdeņraža jonu koncentrāciju H + stikla elektroda konstantē, tad EMF būs H + aktivitātes funkcija, tas ir, pētāmās vides pH funkcija.

Mūsdienu pH mērītāju modeļi darbojas, pateicoties mikroprocesoriem, kas veic temperatūras kompensāciju un atrisina daudzus saistītos uzdevumus. Jo sarežģītāka ierīce, jo vairāk uzdevumu tā var atrisināt. Instrumentu precizitātes klase atšķiras atkarībā no modeļa, un dažādiem lietojumiem var izvēlēties piemērotu pH metru.

Ir kabatas sadzīves pH mērītāji, ir profesionālās laboratorijas, portatīvie un rūpnieciskie stacionārie. Daži pH mērītāji mēra jonu koncentrāciju vidē, nitrātu saturu utt., Ir iebūvēta atmiņa rezultātu glabāšanai, iespēja sazināties ar datoru un funkcija regulēt parametrus, izmantojot atgriezeniskās saites cilpu.