pHの定義

pHは、任意の溶液中の水素イオン濃度1リットルあたりのグラム当量を数値で表したものです。それは0から14の間で変化します。これは、溶液1リットルあたりの水素イオンのモル数の対数測定です。ｐＨ値が０から７の間の溶液は、水素イオンの濃度が高い酸性溶液であるのに対し、ｐＨ値が８から１４の間の溶液は、水素濃度が小さい塩基性溶液である。 pH値が7の溶液は中性溶液です。 pHを測定すると、溶液のアルカリ度または酸性度が測定されます。

なぜpH測定が不可欠なのですか？

血液のpHレベルを監視するには、7.35から7.45の間でなければなりません
要件に応じて作物の最適な成長のために土壌のpHレベルを監視します。
雨水がより酸性になった場合に、空気中の汚染物質を検出できるように、雨のpHを監視します。
ミルク、シャンプーなど、他の多くの日常的に使用される製品のpHを監視します。

溶液のpHを測定する3つの方法

溶液に入れると、それに応じて色が変わるインジケーターストリップを使用します。次に、ストリップが取り出され、その色がカラーチャートの色と一致して、対応するpH値が決定されます。
未知の溶液が液体に追加され、液体の変更された色がカラーホイールですでに利用可能な色と一致するpH指示薬液体を使用して、pH値を決定します。
プローブを溶液内に挿入するだけでpHを読み取ることができるpHセンサーを使用します。

5他の方法に対するpHメーターを使用する利点

それらはより正確な測定を提供します。
それらは簡単に使用できます。
pHの読み取りは比較的簡単です。
最大1/100まで測定できるため、より正確な測定が可能です。^thpH単位の。
それらは再利用可能です。

pHメーターまたはpHセンサーの原理

pHメーターは基本的に、2つの液体の界面が測定可能な電位を生成するという事実に基づいて機能します。つまり、ガラス製の筐体内の液体をその液体以外の溶液の中に入れると、2つの液体の間に電気化学ポテンシャルが存在します。

pHセンサーコンポーネント

これは基本的に4つのコンポーネントで構成される電極です。

測定電極 ：これはガラス製のチューブで、薄いガラス球が溶接され、既知のpH 7の塩化カリウム溶液で満たされています。また、銀元素に付着した塩化銀のブロックも含まれています。未知の溶液のpHを測定するために使用される電圧を生成します。

測定電極

“電圧レギュレータとは何ですか ”

参照電極 ：塩化カリウムの末端にある塩化水銀ブロックと密着した塩化カリウム溶液からなるガラス管です。これは、回路全体を完成させるための安定したゼロ電圧接続を提供するために使用されます。

参照電極

プリアンプ ：信号調整装置であり、高インピーダンスのpH電極信号を低インピーダンスの信号に変換します。信号を強化および安定化して、電気ノイズの影響を受けにくくします。

プリアンプ

“電源ユニットの種類 ”

トランスミッターまたはアナライザー ：センサーの電気信号を表示するために使用され、温度の変化を補正するための温度センサーで構成されています。

トランスミッターまたはアナライザー

pHセンサーの動作：

pHセンサーの働き

電極は、pHを測定する溶液で満たされたビーカーの内側に配置されます。測定電極の端に溶接されたガラス球は、それにドープされたリチウムイオンで構成され、イオン選択性バリアとして機能し、未知の溶液からの水素イオンがバリアを通って移動し、ガラスと相互作用して、水素イオン濃度に関連する電気化学ポテンシャル。ザ・測定電極電位したがって、水素イオン濃度によって変化します。一方、参照電極の電位は水素イオン濃度によって変化せず、測定電極と比較される安定した電位を提供します。これは、多孔質セパレーターを介して未知の溶液とイオンを交換できる中性溶液で構成されているため、低抵抗接続を形成して回路全体を完成させます。 2つの電極間の電位差により、システムの水素イオン濃度またはpHが直接測定され、最初に事前増幅されて強化され、次に電圧計に渡されます。

U = E_pH-IS_ref

IS_pH–測定電極の電位

IS_ref–参照電極の電位

pHは、pHが変化するたびに総電位が変化するというネルンストの式に基づいて計算されます。

U = -kTpH

k-ボルツマン定数、T-温度。

“周波数と波長の関係を説明する ”

pH測定時の注意事項：

測定電極の電極電位は温度によって変化する傾向があり、pH測定に影響を与える可能性があります。このため、温度補償技術が提供されます。これは、個別の温度測定を行ってpHメーターに値を入力することによって手動で行うか、自動温度補正を使用することによって実現されます。温度センサー pHメーターに供給されます。
ガラスは実際には電気の悪い導体であるため、測定電極は実際には参照電極に比べて高い抵抗を提供し、出力測定に影響を与える大きな電圧降下を引き起こします。この問題の解決策は、高抵抗の増幅メーターを使用するか、ヌルバランス電圧測定セットアップを使用することです。
フッ化水素酸はガラスを溶解するため、どの溶液にも使用しないでください