مقدمة إلى الأقطاب الكهربائية شائعة الاستخدام في مقياس الحموضة (مقياس الرقم الهيدروجيني)
يقوم مقياس الحموضة بشكل رئيسي بتوليد جهد كهربائي صغير من خلال الأقطاب الكهربائية والمحاليل، وبالتالي فإن القطب الكهربائي المستخدم مهم لقيمة الحموضة. الأقطاب الكهربائية التي نستخدمها عادة لقياس أجهزة قياس الحموضة تشمل بشكل رئيسي الأنواع التالية:
(1) قطب الهيدروجين: مبدأ قطب الهيدروجين مشابه تمامًا لمبدأ القطب المعدني. لكن الهيدروجين غاز ولا يمكن استخدامه مباشرة كقطب كهربائي. وبدلاً من ذلك، هناك حاجة إلى قطب كهربائي من البلاتين مطلي بطبقة من البلاتين الأسود لامتصاص الهيدروجين والعمل كقطب كهربائي معدني. ميزته الرئيسية هي أنه دقيق ويمكن استخدامه لقياس نطاق واسع من الأس الهيدروجيني. ومع ذلك، عندما يقوم هذا النوع من الأقطاب الكهربائية بتوليد مواد مؤكسدة أو مختزلة أخرى أثناء عملية الأكسدة، فإنه سوف يسبب أخطاء في القياس ويكون غير مريح للتشغيل. لذلك، يُستخدم هذا النوع من الأقطاب الكهربائية بشكل عام فقط كقطب كهربائي قياسي ونادرًا ما يستخدم في القياسات الفعلية.
(2) قطب الكينون – الهيدروكينون: ويتكون من معدن خامل من البلاتين أو الذهب مغمور في محلول مشبع من الكينون – الهيدروكينون. ويستخدم زوج الكينون والهيدروكينون لإنشاء توازن محتمل على القطب الخامل. مزايا قطب الكينون-هيدريد هي الاستقرار المحتمل السريع والمقاومة الداخلية المنخفضة. ولكن إذا تجاوز الرقم الهيدروجيني 8، فإن الهيدروكينون، وهو حمض ضعيف، يبدأ في التفكك أو التأكسد إلى كينون، مما يؤدي إلى تدمير التوازن المحتمل. بالإضافة إلى ذلك، فإن المواد الأخرى التي يمكن أن ترتبط بالكينون ستؤثر على قياس الرقم الهيدروجيني، مثل البروتينات، والبورات، والمعلقات الغروية، وما إلى ذلك.
(3) قطب الأنتيمون: وهو أحد أقطاب أكسيد المعدن. يحدث قطب قطب الأنتيمون بين معدن الأنتيمون والأكسيد (الذي يتم إنتاجه على سطح الأنتيمون عند ملامسته للهواء). نظرًا لأن نشاط الأكسيد يرتبط بنشاط أيون OH في المحلول، فإن جهد قطب الأنتيمون يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالاعتماد على قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول. مزايا أقطاب الأنتيمون هي عملية بسيطة وقوية ودائمة. ومع ذلك، فإن الإمكانات "القياسية" لهذا القطب غير مستقرة، وهناك أقطاب كهربائية أخرى من أكسيد الفلز يمكن استخدامها أيضًا لقياسات الأس الهيدروجيني. على سبيل المثال: القطب الثنائي، المبدأ والبنية يشبهان قطب الأنتيمون.
(4) قطب الزئبق اليومي: عادة ما يتم استخدام قطب الكالوميل المشبع، والذي يتكون من الزئبق المعدني، Hg2CI2 ومحلول KC1 المشبع. لن تكون هناك ظاهرة استقطاب ولن يحدث استقرار القطب. تفاعل القطب هو: Hg2CI2+2e= 2 Hg+ 2 C1 ˉ
(5) القطب الزجاجي: يعتبر قطب الأس الهيدروجيني الزجاجي حاليًا أحد أهم طرق قياس الأس الهيدروجيني. عندما يتم غمره في المحلول المراد قياسه، يتأين الهيدروجين الموجود في المحلول المراد قياسه ويتم تبادله مع طبقة الماء الموجودة على سطح لمبة القطب، وتولد الطبقة الداخلية للمبة أيضًا إمكانات القطب. وبما أن تأين الهيدروجين للطبقة الداخلية يظل دون تغيير، بينما يتغير تأين الهيدروجين للطبقة الخارجية، فإن فرق الجهد بين الطبقتين الداخلية والخارجية يتغير أيضًا، ويتم تحديد حجمه من خلال تركيز تأين الهيدروجين للمحلول في الطبقة الخارجية للغشاء. طريقة الاختبار هذه بسيطة، والنتائج دقيقة، وهناك عدد أقل من عوامل التداخل.
(6) القطب الكهربائي المركب: يستخدم معظمهم حاليًا نوعًا يسمى القطب المركب، وهو قطب كهربائي يجمع قطبًا زجاجيًا وقطبًا مرجعيًا في مسبار واحد. إنه يحتوي على وظائف مشتركة للقطب الزجاجي والقطب المرجعي، مما يجعل القياسات أكثر ملاءمة ودقة وموثوقية.
صيانة جهاز قياس الحموضة (مقياس الحموضة) بالإضافة إلى استخدام الجهاز بشكل صحيح، تحتاج إلى فهم صيانة الجهاز والاحتياطات عند القياس.
