Le principe et la structure du pH-mètre
1. pH-mètre
Le pH-mètre (acidité) est un instrument de mesure de l'activité H plus dans la solution par la méthode potentiométrique. La valeur mesurée par le pH-mètre est une méthode utilisée pour exprimer le pH de la solution, qui est exprimé par le logarithme négatif de la concentration en ions H plus dans la solution, soit : pH= ー lg[H plus ].
Le pH-mètre que nous utilisons est composé de deux parties : un compteur électrique et une électrode. Dans la mesure réelle, l'électrode est immergée dans la solution à mesurer et la concentration d'ions H plus 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 en pH par logarithme, puis le pH est affiché par l'instrument d'affichage du niveau millivolt.
Le pH-mètre utilise une électrode de verre comme électrode de mesure et une électrode au calomel comme électrode de référence. Le changement du potentiel de l'électrode de verre causé par le changement de la concentration des ions hydrogène provoque le changement du potentiel entre celle-ci et l'électrode au calomel, qui doit être conforme à la formule (2-6)
E=E0-2.3026RT/F………(2-6)
Dans la formule :
force E-électromotrice, mV;
E0-force électromotrice standard de l'électrode, mV ;
R est une constante molaire des gaz;
T est la température absolue en Kelvin ;
F est la constante de Faraday.
Il ressort de la formule (2-6) que la température est également un facteur d'influence important lors de la mesure du pH. Nous devons faire attention au changement de température et en tenir compte lors de la mesure. À l'heure actuelle, les électrodes de pH les plus couramment utilisées sont des électrodes composites, qui combinent des électrodes en verre et des électrodes au calomel.
2. Électrode pH
Les électrodes font partie intégrante d'un pH-mètre. La mesure du pH est réalisée par une batterie chimique composée d'une électrode de mesure et d'une électrode de référence.
(1) L'électrode de mesure du pH est également appelée électrode indicatrice de pH, qui réagit 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 de verre comme électrodes de mesure.
(2) L'électrode de référence (électrode inerte) ne réagit pas à l'activité des ions hydrogène dans la solution. Dans la mesure du pH, il agit comme une 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 plus rapide et sont largement utilisées. Actuellement, ces électrodes sont essentiellement utilisées dans la mesure du pH. Indépendamment de l'électrode indicatrice en verre ou de l'électrode composite en verre, ce sont toutes des électrodes à couche mince. Le potentiel de membrane a une relation de Nernst avec l'activité des ions hydrogène dans la solution mesurée, ce qui reflète les propriétés uniques de l'électrode à couche mince. Ces propriétés sont affectées par l'électrode elle-même et les conditions d'utilisation. , et avoir un effet sur les résultats de mesure.
