Le principe et la structure d'un pH-mètre
1.pH-mètre
Un pH (acidité) mètre est un instrument qui mesure l'activité H+ dans une solution en utilisant la méthode potentiométrique. La valeur mesurée par un pH-mètre est une méthode utilisée pour exprimer le pH d'une solution. Elle est exprimée par le logarithme négatif de la concentration en ions H+ dans la solution, soit : pH=ーlg[H+].
Le pH-mètre que nous utilisons est composé de deux parties : un compteur électrique et une électrode. Lors de la mesure réelle, l'électrode est immergée dans la solution à mesurer et la concentration en ions H+ dans la solution est convertie en un signal de tension de niveau millivolt, qui est entré dans le compteur électrique. Le compteur électrique amplifie le signal et le convertit de manière logarithmique en pH, puis l'indicateur de niveau en millivolts affiche le pH.
Le pH-mètre utilise une électrode en verre comme électrode de mesure et une électrode au calomel comme électrode de référence. Le changement de potentiel de l'électrode de verre provoqué par le changement de concentration en ions hydrogène provoque un changement de potentiel entre elle et l'électrode au calomel, qui doit être conforme à la formule (2-6)
E=E0-2.3026RT/F…………(2-6)
Dans la formule :
E - force électromotrice, mV ;
Force électromotrice standard de l'électrode E0 -, mV ;
R est la constante des gaz par mole ;
T est la température absolue en Kelvin ;
F - Constante de Faraday.
L'équation (2-6) montre que la température est également un facteur important lors de la mesure du pH. Lors de la mesure, vous devez faire attention au changement de température et en tenir compte. À l'heure actuelle, la plupart des électrodes de pH couramment utilisées sont des électrodes composites, qui combinent des électrodes en verre et des électrodes au calomel.
2.électrode pH
L'électrode est un élément essentiel du pH-mètre. La mesure du pH est complétée par la formation d'une batterie chimique avec une électrode de mesure et une électrode de référence.
(1) L'électrode de mesure du pH, également appelée électrode indicatrice de pH, répond à l'activité des ions hydrogène dans la solution et le potentiel de l'électrode change en conséquence. Presque tous les pH-mètres modernes utilisent des électrodes en verre comme électrodes de mesure.
(2) L'électrode de référence (électrode inerte) n'a aucune réponse à l'activité des ions hydrogène dans la solution. Dans la mesure du pH, il sert de demi-cellule à potentiel constant et forme une batterie chimique avec l'électrode de mesure du pH, fournissant et maintenant un potentiel de référence fixe.
(3) Une électrode composite est une électrode qui combine une électrode de mesure du pH et une électrode de référence. Les électrodes composites ne sont pas affectées par les substances oxydantes et réductrices, ont une vitesse d'équilibre rapide et sont largement utilisées. Actuellement, ces électrodes sont essentiellement utilisées pour la mesure du pH. Que l'électrode indicatrice en verre ou l'électrode composite en verre soit une électrode à couche mince, le potentiel de membrane a une relation de Nernst avec l'activité des ions hydrogène dans la solution mesurée, reflétant les propriétés uniques de l'électrode à couche mince. Ces propriétés dépendent de l'électrode elle-même et des conditions d'utilisation. , et ont un impact sur les résultats de mesure.
