pH-mittarin periaate, käyttö ja suorituskyvyn kalibrointi
pH-mittari on yleisimmin käytetty instrumentti ja laite. Sitä käytetään pääasiassa nestemäisten väliaineiden pH-arvon tarkkaan mittaamiseen. Vastaavalla ioniselektiivisellä elektrodilla se voi myös mitata ionielektrodipotentiaalin mV-arvon. pH-mittaria käytetään laajalti teollisuudessa, maataloudessa, tieteellisessä tutkimuksessa, ympäristönsuojelussa jne. Tällä alalla ihmiset ovat tieteellisesti tutkineet ja valmistaneet monia happamuudenmittareiden malleja tuotannon ja elämän tarpeiden mukaan.
Mittaustarkkuuden mukaan se voidaan jakaa tasoon {{0}.2, tasoon 0.1, tasoon 0,01 tai korkeampaan tarkkuuteen.
Laitteen tilavuuden mukaan se voidaan jakaa kynätyyppiseen (minityyppi), kannettavaan, pöytäkoneeseen ja online-tyyppiin jatkuvaa seurantaa ja mittausta varten.
Tällä hetkellä kotimaani tutkimus- ja kehitystaso on vielä kaukana jäljessä. Edistyksellisempi on sveitsiläinen Mettler-Toledo pH-mittari, joka on taloudellinen ja kätevä, jonka tarkkuus on ±0,01pH ja joka voi suorittaa lämpötilan kompensoinnin automaattisesti.
pH-mittarin periaate ja rakenne
pH (happoisuus) -mittari on instrumentti, joka mittaa liuoksen H+ -aktiivisuutta potentiometrisellä menetelmällä. pH-mittarilla mitattu arvo on menetelmä, jolla ilmaistaan liuoksen pH. Se ilmaistaan liuoksen H+-ionikonsentraation negatiivisella logaritmilla, eli pH=ーlg[H+].
Käyttämämme pH-mittari koostuu kahdesta osasta: sähkömittarista ja elektrodista. Varsinaisessa mittauksessa elektrodi upotetaan mitattavaan liuokseen ja liuoksen H+-ionipitoisuus muunnetaan millivolttitason jännitesignaaliksi, joka syötetään sähkömittariin. Sähkömittari vahvistaa signaalin ja muuntaa sen logaritmisesti pH:ksi, minkä jälkeen millivolttitason näyttömittari näyttää pH:n.
pH-mittari käyttää lasielektrodia mittauselektrodina ja kalomelielektrodia vertailuelektrodina. Vetyionipitoisuuden muutoksen aiheuttama muutos lasielektrodin potentiaalissa aiheuttaa muutoksen sen ja kalomelielektrodin välisessä potentiaalissa, jonka pitäisi olla kaavan (2-6) mukainen.
E=E0-2.3026RT/F…………(2-6)
Kaavassa:
E - sähkömotorinen voima, mV;
E0 - elektrodin standardi sähkömotorinen voima, mV;
R yksi mooli kaasuvakio;
T on absoluuttinen lämpötila kelvineinä;
F - Faradayn vakio.
Yhtälöstä (2-6) voidaan nähdä, että lämpötila on myös tärkeä tekijä pH:ta mitattaessa. Mittauksen yhteydessä tulee huomioida lämpötilan muutos ja ottaa se huomioon. Tällä hetkellä useimmat yleisesti käytetyt pH-elektrodit ovat komposiittielektrodeja, joissa yhdistyvät lasielektrodit ja kalomelielektrodit.
