pH 측정기의 원리와 구조
1. pH 측정기
pH(산도) 측정기는 전위차법으로 용액의 H 플러스 활동을 측정하기 위한 기기입니다. pH 미터에 의해 측정된 값은 용액의 pH를 표현하는 데 사용되는 방법이며, 이는 용액의 H + 이온 농도의 음의 로그로 표현됩니다. 즉, pH= ー lg[H + ].
우리가 사용하는 pH 미터는 전기 미터와 전극의 두 부분으로 구성됩니다. 실제 측정에서는 전극을 측정할 용액에 담그고 용액의 H 플러스 이온 농도를 밀리볼트 수준의 전압 신호로 변환하여 전기 계량기에 입력합니다. 전기 계량기는 신호를 증폭하고 대수를 통해 pH로 변환한 다음 밀리볼트 레벨 표시 장치로 pH를 표시합니다.
pH 미터는 측정 전극으로 유리 전극을 사용하고 기준 전극으로 칼로멜 전극을 사용합니다. 수소 이온의 농도 변화로 인한 유리 전극의 전위 변화는 유리 전극과 칼로멜 전극 사이의 전위 변화를 일으키며, 이는 공식 (2-6)을 따라야 합니다.
에=에0-2.3026RT/F………(2-6)
공식에서:
전자 기전력, mV;
E0-전극 표준 기전력, mV;
R은 몰 기체 상수이고;
T는 켈빈 단위의 절대 온도입니다.
F는 패러데이 상수입니다.
식 (2-6)에서 알 수 있듯이 pH를 측정할 때 온도도 중요한 영향을 미치는 요인입니다. 우리는 온도의 변화에 주의를 기울이고 측정할 때 이를 고려해야 합니다. 현재 가장 일반적으로 사용되는 pH 전극은 유리 전극과 칼로멜 전극이 결합된 복합 전극입니다.
2. pH 전극
전극은 pH 측정기의 필수적인 부분입니다. pH 측정은 측정 전극과 기준 전극으로 구성된 화학 배터리에 의해 수행됩니다.
(1) pH 측정전극은 pH지시전극이라고도 불리며 용액의 수소이온 활동에 반응하여 전극전위가 변화한다. 거의 모든 최신 pH 측정기는 유리 전극을 측정 전극으로 사용합니다.
(2) 기준 전극(비활성 전극)은 용액의 수소 이온 활동에 반응하지 않습니다. pH 측정에서 전위가 일정한 반쪽 전지 역할을 하며 pH 측정 전극과 화학 배터리를 형성하여 고정된 기준 전위를 제공하고 유지합니다.
(3) 복합전극은 pH 측정전극과 기준전극을 결합한 전극이다. 복합 전극은 산화 및 환원 물질의 영향을 받지 않고 평형 속도가 빠르며 널리 사용됩니다. 현재 이러한 전극은 기본적으로 pH 측정에 사용됩니다. 유리지시전극이든 유리복합전극이든 모두 박막전극이다. 막 전위는 측정된 용액의 수소 이온 활동도와 Nernst 관계를 가지며, 이는 박막 전극의 고유한 특성을 반영합니다. 이러한 특성은 전극 자체와 사용 조건의 영향을 받습니다. , 측정 결과에 영향을 미칩니다.
