पीएच मीटर का सिद्धांत और संरचनात्मक घटक
1. पीएच मीटर
पीएच (अम्लता) मीटर एक उपकरण है जो पोटेंशियोमेट्रिक विधि द्वारा किसी विलयन में H+ की सक्रियता निर्धारित करता है। पीएच मीटर विलयन में H+ आयनों की सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक के रूप में विलयन की अम्लता या क्षारीयता को इंगित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मान को मापता है, अर्थात, pH=ーlg[H+]।
हम जिस pH मीटर का उपयोग करते हैं, वह दो भागों से बना होता है: मीटर और इलेक्ट्रोड। वास्तविक माप में, इलेक्ट्रोड को मापने के लिए घोल में डुबोया जाता है, घोल में H + आयनों की सांद्रता को मिलीवोल्ट वोल्टेज सिग्नल, इनपुट मीटर में परिवर्तित किया जाता है। मीटर सिग्नल को बढ़ाएगा, और लॉगरिदमिक रूपांतरण के बाद pH में बदल देगा, और फिर मिलीवोल्ट लेवल डिस्प्ले मीटर द्वारा pH दिखाएगा।
पीएच मीटर मापने वाले इलेक्ट्रोड के रूप में एक ग्लास इलेक्ट्रोड और संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में एक कैलोमेल इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है। ग्लास इलेक्ट्रोड क्षमता में परिवर्तन के कारण हाइड्रोजन आयन सांद्रता में परिवर्तन, जिसके परिणामस्वरूप इसके इलेक्ट्रोड और कैलोमेल इलेक्ट्रोड के बीच क्षमता में परिवर्तन होता है, सूत्र (2-6) के अनुरूप होना चाहिए।
ई=ई0-2.3026आरटी/एफ............(2-6)
सूत्र में:
ई एक विद्युत क्षमता, एमवी;
E0 एक इलेक्ट्रोड मानक विद्युत क्षमता, mV;
R एक मोलर गैस स्थिरांक है;
टी एक केल्विन निरपेक्ष तापमान;
F एक फैराडे स्थिरांक है।
सूत्र (2-6) से देखा जा सकता है कि pH माप में तापमान भी एक महत्वपूर्ण कारक है, माप में तापमान परिवर्तन पर ध्यान देना चाहिए, और इसे ध्यान में रखना चाहिए। वर्तमान में मिश्रित इलेक्ट्रोड के लिए pH इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है, ग्लास इलेक्ट्रोड को कैलोमेल के इलेक्ट्रोड के साथ मिश्रित किया गया है।
2.pH इलेक्ट्रोड
इलेक्ट्रोड पीएच मीटर की संरचना का एक अनिवार्य हिस्सा है। पीएच माप इलेक्ट्रोड की माप के माध्यम से होता है, संदर्भ इलेक्ट्रोड को पूरा करने के लिए एक रासायनिक बैटरी से बना होता है।
(1) पीएच माप इलेक्ट्रोड, जिसे पीएच संकेतक इलेक्ट्रोड के रूप में भी जाना जाता है, समाधान में हाइड्रोजन आयन गतिविधि की प्रतिक्रिया होती है, इलेक्ट्रोड क्षमता में परिवर्तन होता है। लगभग सभी आधुनिक पीएच मीटर मापने वाले इलेक्ट्रोड के रूप में ग्लास इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हैं।
(2) संदर्भ इलेक्ट्रोड (निष्क्रिय इलेक्ट्रोड), विलयन में हाइड्रोजन आयन गतिविधि के प्रति कोई प्रतिक्रिया नहीं। पीएच माप में, यह एक स्थिर संभावित अर्ध-सेल और पीएच माप इलेक्ट्रोड के रूप में एक रासायनिक सेल बनाता है, जो एक निश्चित संदर्भ क्षमता प्रदान करता है और बनाए रखता है।
(3) कम्पोजिट इलेक्ट्रोड पीएच माप इलेक्ट्रोड और संदर्भ इलेक्ट्रोड का एक संयोजन है। कम्पोजिट इलेक्ट्रोड ऑक्सीकरण और कम करने वाले पदार्थों से प्रभावित नहीं होता है, तेजी से संतुलन बनाता है, अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, वर्तमान पीएच माप मूल रूप से ऐसे इलेक्ट्रोड हैं। चाहे ग्लास इंडिकेटर इलेक्ट्रोड हो या ग्लास कम्पोजिट इलेक्ट्रोड, एक फिल्म इलेक्ट्रोड है, फिल्म क्षमता और समाधान में मापा हाइड्रोजन आयन गतिविधि ऊर्जा-स्टार्टर संबंध है, जो फिल्म इलेक्ट्रोड के अद्वितीय प्रदर्शन को दर्शाता है, इलेक्ट्रोड द्वारा इन गुणों और प्रभाव की स्थितियों का उपयोग, और माप की भूमिका के परिणामों पर।
