โครงสร้างและหลักการของเครื่องวัดค่า pH เบื้องต้น

โครงสร้างและหลักการของเครื่องวัดค่า pH เบื้องต้น

1. อิเล็กโทรดอ้างอิง

2. อิเล็กโทรดแก้วที่มีศักยภาพขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลายโดยรอบ

3. กัลวาโนมิเตอร์ที่สามารถวัดความต่างศักย์เล็กน้อยในวงจรที่มีความต้านทานสูง

ต่อไปนี้เป็นหน้าที่หลักของแต่ละส่วนประกอบ:
1. หน้าที่พื้นฐานของอิเล็กโทรดอ้างอิงคือการรักษาศักย์ให้คงที่เพื่อเป็นตัวควบคุมในการวัดค่าศักย์เบี่ยงเบนต่างๆ ปัจจุบัน อิเล็กโทรดซิลเวอร์-ซิลเวอร์ออกไซด์เป็นอิเล็กโทรดอ้างอิงที่ใช้กันมากที่สุดในค่า pH

2. หน้าที่ของอิเล็กโทรดแก้วคือสร้างความต่างศักย์ที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของไฮโดรเจนไอออนของสารละลายที่กำลังวัด ใส่อิเล็กโทรดที่ไวต่อค่า pH และอิเล็กโทรดอ้างอิงในสารละลายเดียวกันเพื่อสร้างแบตเตอรี่ปฐมภูมิ และศักยภาพของแบตเตอรี่คือผลรวมเชิงพีชคณิตของศักย์ของอิเล็กโทรดแก้วและอิเล็กโทรดอ้างอิง แบตเตอรี่ E=ข้อมูลอ้างอิงบวก E แก้ว ถ้าอุณหภูมิคงที่ ศักยภาพของแบตเตอรี่นี้จะเปลี่ยนไปตามค่า pH ของสารละลายที่จะวัด และเป็นการยากที่จะวัดค่าศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากแบตเตอรี่ในค่า pH เมตร เนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้ามีขนาดเล็กมากและวงจรอิมพีแดนซ์มีขนาดใหญ่มาก 1-100MΩ; ดังนั้นจึงต้องขยายสัญญาณให้เพียงพอที่จะขับมิลลิโวลต์มิเตอร์มาตรฐานหรือมิลลิแอมแปร์มิเตอร์

3. หน้าที่ของแอมมิเตอร์คือขยายศักยภาพของแบตเตอรี่หลักหลายเท่า แอมมิเตอร์จะแสดงสัญญาณขยาย ระดับการเบี่ยงเบนของตัวชี้ของแอมมิเตอร์บ่งบอกถึงความแรงของสัญญาณที่ผลัก สำหรับความต้องการในการใช้งาน หน้าปัดของแอมมิเตอร์ pH จะสลักด้วยค่า pH ที่สอดคล้องกัน ในขณะที่เครื่องวัดค่า pH แบบดิจิตอลจะแสดงค่า pH เป็นตัวเลขโดยตรง

เครื่องวัดค่า pH ทำงานอย่างไร
เครื่องวัดค่า pH ใช้วิธีโพเทนชิโอเมตริกเพื่อวัดค่า pH ของสารละลาย ดังนั้นวิธีการทำงานของเครื่องวัดค่า pH ไม่เพียงแต่วัดค่า pH ของสารละลายเท่านั้น แต่ยังวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ได้อีกด้วย ในภาษาละติน ค่า pH เป็นตัวย่อของ Pondus Hydrogenii ซึ่งเป็นกิจกรรมของไฮโดรเจนไอออนในสาร และค่า pH คือจำนวนลบของลอการิทึมของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน

ส่วนการวัดหลักของเครื่องวัดค่า pH คืออิเล็กโทรดแก้วและอิเล็กโทรดอ้างอิง อิเล็กโทรดแก้วมีความไวต่อค่า pH และศักยภาพของอิเล็กโทรดอ้างอิงจะเสถียร ใส่อิเล็กโทรดสองตัวของเครื่องวัดค่า pH ลงในสารละลายเดียวกันเข้าด้วยกันเพื่อสร้างแบตเตอรี่ปฐมภูมิ และศักยภาพของแบตเตอรี่หลักคือผลรวมเชิงพีชคณิตของศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดแก้วและอิเล็กโทรดอ้างอิง

ศักย์ของอิเล็กโทรดอ้างอิงของเครื่องวัดค่า pH นั้นคงที่ ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิยังคงคงที่ การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าของแบตเตอรี่ปฐมภูมิที่ประกอบด้วยสารละลายและอิเล็กโทรดจะเกี่ยวข้องเฉพาะกับศักย์ของอิเล็กโทรดแก้ว และศักย์ของ อิเล็กโทรดแก้วขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลายที่จะวัด ดังนั้น ด้วยการวัดการเปลี่ยนแปลงของศักย์ไฟฟ้า จึงสามารถรับค่า pH ของสารละลาย pH ได้