Книги по аквариумистике

Конструкция pH-электродов

pH-измерительная система состоит из ряда различных элементов, которые включены друг за другом. Поэтому pH-электроды называются также измерительными цепями. Фактически pH измерительная система состоит из измерительного электрода и электрода сравнения. Между электродами возникает электрическое напряжение, которое оценивается измерительным прибором. Измерительный электрод наполнен буферным раствором. Окончание электрода выполнено в форме шара, нижняя часть которого изготовлена из специального стекла, обладающего свойствами мембраны. Если это мембранное стекло погружается в воду, то как на внешней, так и на внутренней стороне образуется слой из ионов водорода, которые могут диффундировать как внутрь, так и наружу. Если значение pH измеряется в морской воде, которая представляет собой слабощелочной раствор, ионы водорода диффундируют из мембраны в раствор. Так как ионы водорода являются носителями положительного заряда, то они со своими положительными зарядами перемещаются от стеклянной мембраны.

Конструкция системы для измерения pH, состоящая из измерительного и сравнительного электродов

Поэтому на поверхности мембраны образуется избыток отрицательных зарядов. Так как буферный раствор, содержащийся в электроде имеет постоянное значение pH между наружной и внутренней оболочкой мембраны возникает разность потенциалов, которая может также, как электрическое напряжение измеряться в милливольтах. Появляющееся на внутренней оболочке стеклянной мембраны напряжение передается на электронно-измерительный прибор и оценивается. Это измеряемая величина, однако, еще не является значением pH. Она измеряется относительно величины потенциала, которую представляет электрод сравнения. В этом электроде сравнения находится система серебро – хлорид серебра – элемент, который погружен в насыщенный раствор хлорида калия. Раствор хлорида калия связан через диафрагму с водой, pH которой нужно измерять; таким образом замыкается электрическая цепь. Говорить о токе будет явным преувеличением, так как прибор очень высокоточный, следовательно, имеет очень высокое внутреннее сопротивление. Практически протекающий ток равен нулю. В электродах, применяемых в технике, измерительный и сравнительный электроды соединены в одной конструкции в виде одного комбинированного электрода.

Конструкция комбинированного pH-электрода

Функции остаются, конечно, такими же. С помощью специальных формул, которые здесь не приводятся, можно обнаружить, что разность потенциалов увеличится на 58,16 милливольт, если концентрация ионов водорода или, соответственно ионов гидроксония (H₃O) поднимется в 10 раз. Как мы уже читали в «основах» о величине pH, это приводит к смещению pH. По этой причине изменения в значениях pH можно очень точно оценить с помощью электроники. Электрод подает на измерительный прибор измеряемые сигналы в милливольтах, т.е. электрическое напряжение (измеряемая величина) соответствующим измерительным прибором эти сигналы пересчитываются в значения pH и выводятся на табло для пользователя.

Предыдущая || Следующая || Оглавление