مبدأ واستخدام ومعايرة أداء مقياس الرقم الهيدروجيني
مقياس الرقم الهيدروجيني هو الأداة والمعدات الأكثر استخدامًا. يتم استخدامه بشكل أساسي لقياس قيمة الرقم الهيدروجيني للوسائط السائلة بدقة. مع القطب الكهربائي الأيوني المقابل، يمكنه أيضًا قياس قيمة الجهد الكهربائي الأيوني. يستخدم مقياس الرقم الهيدروجيني على نطاق واسع في الصناعة والزراعة والبحث العلمي وحماية البيئة وما إلى ذلك. في هذا المجال، قام الناس بالبحث العلمي وإنتاج العديد من نماذج أجهزة قياس الحموضة وفقًا لاحتياجات الإنتاج والحياة.
وفقًا لدقة القياس، يمكن تقسيمها إلى المستوى {{0}}.2، المستوى 0.1، المستوى 0.01 أو دقة أعلى.
وفقًا لحجم الجهاز، يمكن تقسيمه إلى نوع القلم (النوع الصغير)، والمحمول، وسطح المكتب، والنوع عبر الإنترنت للمراقبة والقياس المستمر.
في الوقت الحاضر، لا يزال مستوى البحث والتطوير في بلدي متخلفًا كثيرًا. الأكثر تقدمًا هو مقياس الأس الهيدروجيني Swiss Mettler-Toledo، وهو اقتصادي ومريح، وله دقة تبلغ ±0.01pH، ويمكنه إجراء تعويض درجة الحرارة تلقائيًا.
مبدأ وهيكل مقياس الرقم الهيدروجيني
مقياس الأس الهيدروجيني (الحموضة) هو أداة تقيس نشاط H+ في محلول باستخدام طريقة قياس الجهد. القيمة المقاسة بمقياس الرقم الهيدروجيني هي طريقة تستخدم للتعبير عن الرقم الهيدروجيني للمحلول. ويتم التعبير عنها باللوغاريتم السالب لتركيز أيون H+ في المحلول، أي: pH=・lg[H+].
يتكون مقياس الرقم الهيدروجيني الذي نستخدمه من جزأين: عداد كهربائي وقطب كهربائي. في القياس الفعلي، يتم غمر القطب في المحلول المراد قياسه، ويتم تحويل تركيز أيون H+ في المحلول إلى إشارة جهد على مستوى الميلي فولت، والتي يتم إدخالها في عداد الكهرباء. يقوم عداد الكهرباء بتضخيم الإشارة وتحويلها لوغاريتميًا إلى درجة حموضة، ومن ثم يقوم عداد عرض مستوى الميلي فولت بعرض درجة الحموضة.
يستخدم مقياس الأس الهيدروجيني قطبًا زجاجيًا كقطب قياس وقطب كالوميل كقطب مرجعي. التغير في جهد القطب الزجاجي الناتج عن التغير في تركيز أيون الهيدروجين يسبب تغير الجهد بينه وبين قطب الكالوميل والذي يجب أن يتوافق مع الصيغة (2-6)
ه=ه0-2.3026RT/F…………(2-6)
في الصيغة:
E - القوة الدافعة الكهربائية، بالسيارات؛
E0 - القوة الدافعة الكهربائية القياسية للقطب، mV؛
R ثابت غاز مول واحد؛
T هي درجة الحرارة المطلقة بالكلفن؛
F - ثابت فاراداي .
ويتبين من المعادلة (2-6) أن درجة الحرارة تعد أيضًا عاملاً مهمًا عند قياس الرقم الهيدروجيني. عند القياس يجب الانتباه إلى تغير درجة الحرارة وأخذه بعين الاعتبار. في الوقت الحاضر، معظم الأقطاب الكهربائية المستخدمة بشكل شائع للأس الهيدروجيني هي أقطاب كهربائية مركبة، والتي تجمع بين الأقطاب الكهربائية الزجاجية وأقطاب الكالوميل.
