مبدأ وهيكل مقياس الأس الهيدروجيني
1. مقياس درجة الحموضة
مقياس الأس الهيدروجيني (الحموضة) هو أداة لقياس نشاط H زائد في المحلول بطريقة قياس الجهد. القيمة التي يتم قياسها بواسطة مقياس الأس الهيدروجيني هي طريقة مستخدمة للتعبير عن الرقم الهيدروجيني للمحلول ، والذي يتم التعبير عنه باللوغاريتم السالب لتركيز H زائد أيون في المحلول ، أي: الرقم الهيدروجيني=ー lg [H زائد ].
يتكون مقياس الأس الهيدروجيني الذي نستخدمه من جزأين: عداد كهربائي وقطب كهربائي. في القياس الفعلي ، يتم غمر القطب في المحلول المراد قياسه ، ويتم تحويل تركيز أيونات H زائد في المحلول إلى إشارة جهد على مستوى الميلي فولت ، والتي يتم إدخالها في عداد الكهرباء. يقوم عداد الكهرباء بتضخيم الإشارة وتحويلها إلى أس هيدروجيني من خلال اللوغاريتم ، ثم يتم عرض الأس الهيدروجيني بواسطة أداة عرض مستوى الميلي فولت.
يستخدم مقياس الأس الهيدروجيني قطبًا زجاجيًا كقطب قياس وإلكترود كالوميل كقطب مرجعي. يؤدي تغيير جهد القطب الزجاجي الناجم عن تغيير تركيز أيونات الهيدروجين إلى تغيير الجهد بينه وبين قطب كالوميل ، والذي يجب أن يتوافق مع الصيغة (2-6)
هـ=شرق 0-2. 3026RT / F ………… (2-6)
في الصيغة:
القوة الدافعة الكهربائية الإلكترونية ، بالسيارات ؛
E 0- القوة الدافعة القياسية للقطب الكهربائي ، بالسيارات ؛
R ثابت الغاز المولي ؛
T هي درجة الحرارة المطلقة في كلفن ؛
F هو ثابت فاراداي.
يتضح من الصيغة (2-6) أن درجة الحرارة هي أيضًا عامل مؤثر مهم عند قياس الأس الهيدروجيني. يجب الانتباه إلى تغير درجة الحرارة وأخذها بعين الاعتبار عند القياس. في الوقت الحاضر ، فإن أقطاب الأس الهيدروجيني الأكثر استخدامًا هي الأقطاب الكهربائية المركبة ، والتي تحتوي على أقطاب زجاجية وأقطاب كالوميل.
2. قطب الأس الهيدروجيني
تعتبر الأقطاب الكهربائية جزءًا لا يتجزأ من مقياس الأس الهيدروجيني. يتم قياس الأس الهيدروجيني بواسطة بطارية كيميائية تتكون من قطب قياس وإلكترود مرجعي.
(1) يسمى قطب قياس الأس الهيدروجيني أيضًا القطب الذي يشير إلى الأس الهيدروجيني ، والذي يستجيب لنشاط أيونات الهيدروجين في المحلول ، ويتغير جهد القطب وفقًا لذلك. تستخدم جميع مقاييس الأس الهيدروجيني الحديثة تقريبًا أقطابًا زجاجية كأقطاب قياس.
(2) لا يستجيب القطب المرجعي (القطب الخامل) لنشاط أيونات الهيدروجين في المحلول. في قياس الأس الهيدروجيني ، تعمل كنصف خلية ذات جهد ثابت وتشكل بطارية كيميائية مع قطب قياس الأس الهيدروجيني ، مما يوفر ويحافظ على إمكانات مرجعية ثابتة.
(3) القطب المركب هو قطب كهربائي يجمع بين قطب قياس الأس الهيدروجيني وقطب مرجعي. لا تتأثر الأقطاب الكهربائية المركبة بالأكسدة والمواد المختزلة ، ولها سرعة توازن أسرع ، وتستخدم على نطاق واسع. حاليًا ، تُستخدم هذه الأقطاب بشكل أساسي في قياس الأس الهيدروجيني. بغض النظر عن قطب المؤشر الزجاجي أو القطب المركب الزجاجي ، فكلها عبارة عن أقطاب كهربائية رقيقة. إن إمكانات الغشاء لها علاقة نرنست بنشاط أيون الهيدروجين في المحلول المقاس ، مما يعكس الخصائص الفريدة للقطب الكهربائي ذي الأغشية الرقيقة. تتأثر هذه الخصائص بالإلكترود نفسه وظروف الاستخدام. ، ولها تأثير على نتائج القياس.
