Le principe de base de la mesure du pH
La méthode de mesure à courant zéro familière et ancienne utilisée pour déterminer les processus de réaction chimique est probablement la mesure du pH. D'une manière générale, la mesure du pH est utilisée pour déterminer l'acidité ou l'alcalinité d'une solution. Même l'eau chimiquement pure présente une trace de dissociation et son équation d'ionisation est : H2O H2O=H3O-OH - (1) Étant donné que seule une très petite quantité d'eau est dissociée, la concentration molaire de les ions sont généralement un exposant de puissance négatif. Pour éviter d'utiliser l'exposant puissance négative de la concentration molaire pour les calculs, le biologiste Sorensen a suggéré en 1909 de remplacer cette valeur gênante par un logarithme et de la définir comme « valeur du pH ». Mathématiquement, la valeur du pH est définie comme le logarithme négatif de la concentration en ions hydrogène couramment utilisée. Autrement dit, pH=un log [H]
(2) En raison de la forte dépendance du produit ionique à la température, pour la valeur du pH du contrôle du processus, il est nécessaire de connaître simultanément les caractéristiques de température de la solution. Ce n'est que lorsque le milieu mesuré est à la même température que sa valeur pH peut être comparée. Afin d'obtenir une valeur de pH reproductible, une analyse potentiométrique est utilisée pour la mesure du pH. L’électrode utilisée dans la méthode d’analyse du potentiel est appelée pile primaire. La tension de cette batterie est appelée force électromotrice (FEM). Cette force électromotrice (EMF) est constituée de deux batteries et demie. L'une des demi-cellules est appelée électrode de mesure et son potentiel est lié à une activité ionique spécifique ; L'autre demi-cellule est une demi-cellule de référence, communément appelée électrode de référence, qui est généralement connectée à la solution de mesure et connectée à un pH-mètre industriel. L'électrode à hydrogène standard est le point de référence pour toutes les mesures de potentiel. L'électrode à hydrogène standard est un fil de platine électrolytique (revêtu) de chlorure de platine et entouré d'hydrogène gazeux. L’électrode indicatrice de pH la plus connue et la plus couramment utilisée est une électrode en verre. Il s'agit d'un tube en verre avec un film de verre soufflé sensible au pH à son extrémité. Le tube est rempli d'une solution tampon KCI contenant de l'AgCI saturé, avec une valeur de pH de 7. La différence de potentiel qui existe des deux côtés du film de verre et reflète la valeur du pH suit la formule de Nernst : E=Eo. 1n [H3oq (3) n.] Dans la formule, E est le potentiel ; E est la tension standard de l'électrode ; R est la constante du gaz; T est la température Kelvin ; F est la constante de Faraday ; N est la valence de l'ion mesuré ; [HO] est l'activité de l'ion HO. Comme le montre l’équation ci-dessus, il existe une certaine relation entre le potentiel E et l’activité et la température des ions HO. À une certaine température, la mesure du potentiel E permet de calculer ln [HO] (converti en log [HO] pour obtenir le pH), qui est le principe de base de la détection du pH. Dans la formule de Nernst, la température joue un rôle important en tant que variable. À mesure que la température augmente, la valeur potentielle augmente également. Pour chaque augmentation de température de 1 degré, cela entraînera un changement potentiel de 0,2 mV/pH. Représentée par la valeur du pH, la valeur du pH varie de 0,0033 par LPH par I~C. Cela signifie que pour les mesures autour de 20-30 degrés et 7pH, il n'est pas nécessaire de compenser les changements de température ; Pour les applications avec des températures supérieures à 30 degrés ou inférieures à 20 degrés et des valeurs de pH supérieures à 8 ou inférieures à 6, les changements de température doivent être compensés.
