Máy đo pH, cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Thiết bị đo

Máy đo pH, cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Máy đo pH là một thiết bị, thường là điện tử , để đo độ pH của dung dịch.

Máy đo pH thường bao gồm một hộp điện tử cho phép hiển thị giá trị kỹ thuật số của pH và một đầu dò pH được tạo thành từ điện cực thủy tinh cho phép đo và điện cực so sánh. Hoạt động của nó dựa trên mối quan hệ giữa nồng độ của các ion (định nghĩa của pH) và sự khác biệt về thế điện hóa được thiết lập trong máy đo pH sau khi ngâm trong dung dịch được nghiên cứu.

Điều này bao gồm hai điện cực, một tiêu chuẩn có điện thế không đổi và đã biết (được gọi là điện cực so sánh), điện cực kia có thế thay đổi (chức năng của pH, được gọi là điện cực thủy tinh). Hai điện cực này có thể được kết hợp hoặc tách rời.

Thiết bị được hiệu chuẩn bằng hai dung dịch đệm (pH 4, 7 và 10 khả dụng). Cũng có thể (sau khi thực hiện hiệu chuẩn này) để xác định giá trị pH bằng mối tương quan đơn giản, sự khác biệt tiềm năng phát triển tương ứng với giá trị pH theo công thức sau:

với:

  • , hiệu điện thế giữa hai điện cực;
  • , pH của dung dịch cần đo;
  • , pH của dung dịch đối chiếu;
  • a và b , các hằng số tùy thuộc vào thiết bị, chúng được tiết lộ trong quá trình hiệu chuẩn máy đo pH.

Hiệu chuẩn 

Máy đo độ pH được hiệu chuẩn trước mỗi chiến dịch đo (ví dụ vào mỗi buổi sáng) với hai dung dịch đệm. Theo các phép đo được thực hiện, người ta hiệu chuẩn ví dụ với dung dịch có pH = 7 sau đó với dung dịch có pH = 4 để thực hiện phép đo trong môi trường axit, hoặc với dung dịch có pH = 7 thì dung dịch có pH = 10 cho các phép đo trong môi trường cơ bản. Các giá trị của phép đo lý tưởng là giữa hai giá trị pH của dung dịch đệm được sử dụng (các giá trị pH = 4, 7 và 10 là các giá trị thường gặp nhất trong số các dung dịch đệm).

Đo lường và bảo tồn đầu dò

Sau mỗi lần đo, đầu dò pH được rửa sạch trong thời gian ngắn bằng nước tinh khiết (đã khử khoáng , khử ion, nước cất , v.v.).

Khi chiến dịch đã được thực hiện, đầu dò phải được rửa sạch, sau đó nhanh chóng ngâm vào chất lỏng bảo quản do nhà sản xuất chỉ định (ví dụ, tùy thuộc vào kiểu đầu dò, dung dịch kali clorua , dung dịch đệm có pH = 4, chất điện ly đặc biệt).

Trái ngược với một số quan niệm, đầu dò không bao giờ được lau sạch. Tác động cơ học phá hủy gel có trên bầu của đầu dò cần thiết để thiết bị hoạt động bình thường.

Sơ đồ của một đầu dò pH


Sơ đồ của một đầu dò pH.

Độ pH là gì?

Theo định nghĩa pH = -log [H 3 O + ]
Độ pH tương ứng với nồng độ của ion H 3 O + trong dung dịch. Nếu pH lớn hơn 7 thì dung dịch có tính bazơ, nếu pH bằng 7 thì dung dịch là trung tính và nếu pH nhỏ hơn 7 thì dung dịch có tính axit.

Máy đo pH hoạt động như thế nào?

Máy đo pH là một thiết bị để đo độ pH của dung dịch. Nó được tạo thành từ hai yếu tố: một hộp điện tử hiển thị giá trị pH và một điện cực đo giá trị này.
Hoạt động của máy đo pH dựa trên tỷ lệ giữa nồng độ của ion H 3 O + và sự khác biệt về thế điện hóa được thiết lập trong điện cực thủy tinh.
Nói chung, điện cực này là một điện cực kết hợp, có nghĩa là nó bao gồm hai điện cực: một điện cực có thế đã biết và không đổi và điện cực kia có điện thế thay đổi theo độ pH. Điện thế giữa hai điện cực này bằng không ở pH = 7. Giá trị pH sau đó có thể được xác định bằng sự tương quan vì hiệu điện thế giữa hai điện cực thay đổi tỷ lệ thuận với pH.

Dung dịch đệm là gì?

Hai dung dịch đệm được sử dụng để hiệu chuẩn máy đo pH: một ở pH = 7 và một ở pH = 4.
Dung dịch đệm là dung dịch, mặc dù có thêm axit, bazơ hoặc pha loãng, vẫn giữ được độ pH xấp xỉ như nhau.

Độ dẫn điện là gì?

Độ dẫn điện phản ánh khả năng dẫn dòng điện của một dung dịch nước. Khái niệm này tỷ lệ nghịch với điện trở suất. Đơn vị đo lường được sử dụng là Siemens trên mét (S / m). Độ dẫn điện của dung dịch phụ thuộc vào bản chất của các ion có mặt và nồng độ của chúng. Nồng độ các ion trong dung dịch càng cao thì độ dẫn điện càng cao.

σ=Σλici

σ là độ dẫn điện tính bằng S / m, λ i là độ dẫn điện theo mol của ion i trong Sm 2 .mol -1 , c i là nồng độ của ion i tính bằng mol.m -3 .
Mối quan hệ này có giá trị đối với nồng độ dưới 10 -2 mol.L -1 .

Máy đo độ dẫn điện hoạt động như thế nào?

Máy đo độ dẫn điện là một thiết bị để đo độ dẫn điện của dung dịch. Nó bao gồm hai phần: một hộp điện tử hiển thị giá trị của độ dẫn điện và một ô đo giá trị này.
Phép đo độ dẫn điện được thực hiện trong dòng điện xoay chiều để tránh sự phân cực của các điện cực. Thiết bị đo điện áp tại các cực của một tế bào được ngâm trong dung dịch cần nghiên cứu và cường độ dòng điện chạy qua đó.
Các ô nói chung được tạo thành từ hai bản dẫn song song tiết diện S, cách nhau một khoảng l. Tỷ lệ S / 1, K, được gọi là hằng số ô và phụ thuộc vào ô. Nó làm cho nó có thể chuyển từ độ dẫn G sang độ dẫn σ .

G = 1 / R = σ / K

G là độ dẫn điện tính bằng S, R là điện trở tính bằng Ω và K là hằng số tế bào tính bằng m. Đối với một tế bào nhất định, độ dẫn điện và độ dẫn điện tỷ lệ thuận.
Thiết bị có thể hiển thị độ dẫn điện hoặc trực tiếp độ dẫn điện. Để hiệu chuẩn máy đo độ dẫn điện, có thể sử dụng dung dịch chuẩn hoặc dung dịch đã biết độ dẫn điện. Thường sử dụng dung dịch KCl.

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]