Menu

Jak działa miernik pH?

2 stycznia, 2020 - Laboratorium
Jak działa miernik pH?

Podstawową ideą papierka lakmusowego jest to, że papier zmienia nieco kolor na inny w roztworach między pH 1 a 14, a porównując papier z kartą kolorów, możesz po prostu odczytać kwasowość lub zasadowość bez obawy, ile jest jonów wodoru. Jednak pH metr musi jakoś mierzyć stężenie jonów wodoru. Jak to robi?

Roztwór kwaśny zawiera znacznie więcej dodatnio naładowanych jonów wodorowych niż alkaliczny, więc ma większy potencjał do wytworzenia prądu elektrycznego w określonej sytuacji — innymi słowy, jest trochę jak bateria, która może wytwarzać wyższe napięcie. Miernik pH korzysta z tego i działa jak woltomierz: mierzy napięcie (potencjał elektryczny) wytwarzane przez roztwór, którego kwaśnością jesteśmy zainteresowani, porównuje go z napięciem znanego rozwiązania i wykorzystuje różnicę napięcia („różnica potencjałów”) między nimi, aby wydedukować różnicę pH.

Z czego to jest zrobione?

Typowy pH metr ma dwa podstawowe elementy: sam miernik, którym może być miernik z ruchomą cewką (jeden ze wskaźnikiem poruszającym się względem skali) lub miernik cyfrowy (jeden z wyświetlaczem numerycznym) oraz jedna lub dwie sondy. Aby prąd mógł przez coś przepłynąć, musisz stworzyć kompletny obwód elektryczny; więc aby przepływ prądu przez roztwór testowy był możliwy, należy włożyć do niego dwie elektrody (zaciski elektryczne). Jeśli miernik pH ma dwie sondy, każda z nich jest osobną elektrodą; jeśli masz tylko jedną sondę, obie elektrody są wbudowane w nią dla uproszczenia i wygody.

Elektrody nie są jak zwykłe elektrody (proste kawałki drutu metalowego); każda z nich jest osobnym mini zestawem chemicznym. Elektroda, która wykonuje najważniejsze zadanie, zwana elektrodą szklaną, ma drut elektryczny na bazie srebra zawieszony w roztworze chlorku potasu, zawarty w cienkiej bańce (lub membranie) wykonanej ze specjalnego szkła zawierającego sole metali (zwykle związki sodu i wapnia). Druga elektroda nazywana jest elektrodą odniesienia i ma drut chlorku potasu zawieszony w roztworze chlorku potasu.