Določanje pH

pH je številčna predstavitev gram-ekvivalenta na liter koncentracije vodikovih ionov v kateri koli raztopini. Spreminja se med 0 in 14. To je logaritemsko merjenje molov vodikovih ionov na liter raztopine. Raztopine z vrednostjo pH med 0 in 7 so kisle raztopine z veliko koncentracijo vodikovih ionov, medtem ko so raztopine z vrednostmi pH med 8 in 14 osnovne raztopine z majhno koncentracijo vodika. Raztopine z vrednostjo pH 7 so nevtralne raztopine. Merjenje pH daje mero alkalnosti ali kislosti raztopine.

Zakaj je merjenje pH bistvenega pomena?

Za spremljanje ravni pH v krvi, ki mora biti med 7,35 in 7,45
Spremljati raven pH tal za optimalno rast pridelkov v skladu z zahtevami.
Za spremljanje pH dežja, da lahko zaznamo onesnaževala v zraku, če postane deževnica bolj kisla.
Za spremljanje pH številnih drugih dnevno uporabljenih izdelkov, kot so mleko, šampon itd.

Trije načini za merjenje pH raztopine

Uporaba indikatorskega traku, ki v raztopini ustrezno spremeni svojo barvo. Nato se trak vzame ven in njegova barva se ujema z barvo na barvni karti, da se določi ustrezna vrednost pH.
Uporaba tekočine za indikator pH, kjer se tekočini doda neznana raztopina in se spremenjena barva tekočine uskladi z že razpoložljivo barvo na barvnem kolesu, da se določi vrednost pH.
S pomočjo senzorja pH lahko sondo preprosto vstavite v raztopino in odčitate pH.

5 Prednosti uporabe pH-metra pred drugimi metodami

Dajejo natančnejše meritve.
Lahko jih je enostavno uporabiti.
Odčitavanje pH je primerjalno lažje.
Dajejo natančnejše meritve, saj lahko merijo do 1/100^thpH enote.
So za večkratno uporabo.

Načelo pH-merilnika ali pH-senzorja

pH meter v osnovi deluje na dejstvo, da vmesnik dveh tekočin ustvarja električni potencial, ki ga je mogoče izmeriti. Z drugimi besedami, ko se tekočina v steklenem ohišju postavi v raztopino, ki ni ta tekočina, obstaja elektrokemični potencial med obema tekočinama.

Komponente pH senzorja

V bistvu gre za elektrodo, sestavljeno iz 4 komponent:

Merilna elektroda : To je steklena cev, sestavljena iz tanke steklene čebulice, privarjene nanjo, napolnjene z raztopino kalijevega klorida z znanim pH 7. Vsebuje tudi blok srebrnega klorida, pritrjen na srebrni element. Ustvari napetost, ki se uporablja za merjenje pH neznane raztopine.

Merilna elektroda

“inverter za enosmerni tok v izmenični tok ”

Referenčna elektroda : To je steklena cev, sestavljena iz raztopine kalijevega klorida v tesnem stiku z blokom živega klorida na koncu kalijevega klorida. Uporablja se za zagotavljanje stabilne ničelne napetosti za dokončanje celotnega vezja.

Referenčna elektroda

Predojačevalec : Je naprava za kondicioniranje signala in pretvori signal elektrode z visoko impedanco v signal z nizko impedanco. Okrepi in stabilizira signal, zaradi česar je manj dovzeten za električni hrup.

Predojačevalec

Oddajnik ali analizator : Uporablja se za prikaz električnega signala senzorja in je sestavljen iz temperaturnega senzorja za kompenzacijo spremembe temperature.

Oddajnik ali analizator

Delovanje pH senzorja:

Delovanje pH senzorja

Elektroda je nameščena v čašo, napolnjeno z raztopino, katere pH je treba izmeriti. Steklena žarnica, privarjena na koncu merilne elektrode, je sestavljena iz litijevih ionov, dopiranih vanjo, zaradi česar deluje kot ionsko selektivna pregrada in vodikovim ionom iz neznane raztopine omogoča selitev skozi pregrado in interakcijo s steklom, pri čemer nastane elektrokemijski potencial, povezan s koncentracijo vodikovih ionov. The merilni potencial elektrode tako se spreminja s koncentracijo vodikovih ionov. Po drugi strani se referenčni potencial elektrode ne spreminja s koncentracijo vodikovih ionov in zagotavlja stabilen potencial, s katerim se primerja merilna elektroda. Sestavljen je iz nevtralne raztopine, ki lahko skozi porozni ločevalnik izmenjuje ione z neznano raztopino in tako tvori nizko odporno povezavo za dokončanje celotnega vezja. Potencialna razlika med obema elektrodama omogoča neposredno merjenje koncentracije vodikovih ionov ali pH sistema in je najprej predhodno ojačana, da jo okrepi, nato pa podana voltmetru.

U = E_pH- JE_ref

“3 -fazni krmilnik DC motorja brez krtačk ”

JE_pH- Napetostni potencial merilne elektrode

JE_ref- Napetostni potencial referenčne elektrode

PH se izračuna na podlagi Nernstove enačbe, ki pravi, da je sprememba skupnega potenciala za vsako spremembo pH enaka

U = -kTpH

k- Boltzmannova konstanta, T- temperatura.

Previdnostni ukrepi pri merjenju pH:

Potencial elektrode merilne elektrode se običajno spreminja glede na temperaturo, kar lahko vpliva na merjenje pH. Iz tega razloga je treba zagotoviti tehniko kompenzacije temperature. To dosežemo bodisi ročno z ločenim merjenjem temperature in vnosom vrednosti v pH meter ali z uporabo samodejne temperaturne kompenzacije, ki je sestavljena iz temperaturni senzor dovedena v pH meter.
Ker je steklo v resnici slab prevodnik električne energije, merilna elektroda dejansko zagotavlja visoko upornost v primerjavi z referenčno elektrodo, kar povzroči velik padec napetosti, ki vpliva na izhodno meritev. Rešitev tega problema je z uporabo ojačevalnika z velikim uporom ali z nastavitvijo merjenja napetosti ničelnega ravnovesja.
Fluorovodikove kisline ne smemo uporabljati v nobeni raztopini, ker raztaplja steklo

Sodobni pH senzorji, ki so na voljo na trgu:

PHE-45P : Lahko meri pH v celotnem območju z občutljivostjo 0,02 pH in deluje v temperaturnem območju od -5 do + 95 ° C. Sestavljen je iz temperaturnega kompenzatorja Pt1000 RTD.

PHE-45P

WQ201 pH senzor : Izmeri ga Global Water Instrumentation Inc in so nameščeni na 25ft morskih kablov dolžine do 500 ft, z izhodno močjo 4-20mA.

WQ201 pH senzor

Aplikacije, ki vključujejo pH senzor

Nadzor pH

Merjenje pH ima pomembno vlogo v mnogih industrijskih aplikacijah, kot so nadzor kemikalij v industrijskih čistilnih napravah, merjenje žveplovega dioksida v rafinerijah sladkorja in optimizacija koagulacije pri čiščenju vode. Zagotavlja kontrolno točko za nevtralizacijo kislin in baz.

Sistem za uravnavanje pH se uporablja za merjenje pH raztopine in nadzoruje tudi dodajanje nevtralizirajočega sredstva za vzdrževanje raztopine na nevtralno določenem pH. Sestavljen je iz pH-analizatorja in dveh ali več pH-senzorjev.

“za kaj se uporablja radar ”

Nadzor pH

Zdaj, ko smo imeli osnovno znanje o pH senzorju in njegovi uporabi pri uravnavanju pH, nam sporočite še nekatere druge aplikacije tega senzorja. Če ste nadalje spraševali o tej temi ali o električnih in elektronski projekti pustite komentarje spodaj.

Zasluge za fotografije -