Как работает рН-метр?

Если вы используете лакмусовую бумагу, все это не имеет значения. Основная идея заключается в том, что бумага становится немного другого цвета в растворах при pH от 1 до 14, и, сравнивая вашу бумагу с диаграммой цвета, вы можете просто считывать кислотность или щелочность, не беспокоясь о количестве ионов водорода. Но рН-метр каким-то образом должен измерять концентрацию ионов водорода. Как это сделать?

Кислый раствор содержит гораздо более положительно заряженные ионы водорода, чем щелочной, поэтому он имеет больший потенциал для выработки электрического тока в определенной ситуации — другими словами, он немного похож на батарею, которая может производить большее напряжение.

PH-метр использует это и работает как вольтметр: он измеряет напряжение (электрический потенциал), создаваемое раствором, кислотность которого нас интересует, сравнивает его с напряжением известного раствора и использует разницу в напряжении ( «разность потенциалов») между ними, чтобы вывести разницу в рН.

Из чего это сделано?
Типичный измеритель pH имеет два основных компонента: сам измеритель, который может быть измерителем с подвижной катушкой (один с указателем, который перемещается по шкале) или цифровым измерителем (один с числовым дисплеем), а также одним или двумя датчиками. что вы вставляете в решение, которое вы тестируете. Чтобы электричество протекало через что-то, вы должны создать полную электрическую цепь; таким образом, чтобы электричество протекало через тестовый раствор, вы должны вставить в него два электрода (электрические клеммы). Если у вашего pH-метра есть два датчика (как, например, на фото вверху этой статьи), каждый из них является отдельным электродом; Если у вас есть только один зонд, оба электрода встроены в него для простоты и удобства.

Электроды не похожи на обычные электроды (простые куски металлической проволоки); каждый из них представляет собой мини-химический набор по-своему. Электрод, который выполняет самую важную работу, который называется стеклянным электродом, имеет электрический провод на основе серебра, подвешенный в растворе хлорида калия, который содержится внутри тонкой колбы (или мембраны), изготовленной из специального стекла, содержащего соли металлов (обычно соединения натрия и кальция). Другой электрод называется электродом сравнения и имеет проволоку из хлорида калия, суспендированную в растворе хлорида калия.