Máy đo pH (còn được gọi là máy đo độ axit) là một dụng cụ được sử dụng để đo độ axit và kiềm của dung dịch một cách chính xácNguyên lý cốt lõi của nó dựa trên hiệu ứng điện hóa và phương trình Nerst để chuyển đổi độ pH bằng cách đo lực điện phát sinh giữa hệ thống điện cực và dung dịch được đo.

　　B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

Nguyên tắc hoạt động của máy đo pH (máy đo độ axit) về cơ bản là sử dụng một hệ thống pin thô. Hệ thống này bao gồm hai điện cực - điện cực chỉ thị (thường là điện cực thủy tinh) và điện cực tham chiếu (như điện cực glymercury hoặc điện cực bạc clorua) - được nhúng đồng thời vào dung dịch cần đo. Vai trò quan trọng của điện cực tham chiếu là cung cấp một điện thế điện cực đã biết và ổn định làm cơ sở cho phép đo. Và các điện cực thủy tinh là duy nhất trong một bộ phim thủy tinh đặc biệt nhạy cảm với các ion hydro ở đầu trước của nó. Khi nó tiếp xúc với dung dịch, điện thế màng của nó thay đổi để đáp ứng với sự thay đổi trong hoạt động của các ion hydro trong dung dịch.

Pin gốc được tạo thành bởi hai điện cực này trong dung dịch, tổng điện thế (pin E) mà nó tạo ra là tổng đại số của điện thế điện cực tham chiếu (tỷ lệ E) so với điện thế điện cực thủy tinh (kính E), tức là pin E=tỷ lệ E+kính E. Mối quan hệ giữa EMF này và hoạt động của ion hydro trong dung dịch tuân theo phương trình Nerst: E=E ₀+(RT/F) * ln [H⁺]

Trong đó E là điện thế điện cực, E ₀ là điện thế điện cực tiêu chuẩn, R là hằng số khí, T là nhiệt độ nhiệt động lực học và F là hằng số Faraday, [H⁺] là nồng độ ion hydro. Sau khi chuyển đổi phương trình, ở 25 ℃, điện thế điện cực thay đổi tương ứng khoảng 59,16 milivolt cho mỗi thay đổi 1 đơn vị pH của dung dịch. Potentiometer chính xác (điện kế) với trở kháng cao bên trong PH kế chịu trách nhiệm đo sự khác biệt tiềm năng nhỏ này và khuếch đại nó để cuối cùng chuyển đổi trực tiếp sang đọc pH được hiển thị.

　　II. Tầm quan trọng của bồi thường nhiệt độ

Giá trị thay đổi tiềm năng trong phương trình Nerst có liên quan trực tiếp đến nhiệt độ (T). Do đó, để đảm bảo độ chính xác của phép đo ở các nhiệt độ khác nhau, các máy đo PH hiện đại đều được trang bị chức năng bù nhiệt độ (chẳng hạn như núm bù nhiệt độ hoặc đầu dò cảm biến nhiệt độ tự động) để điều chỉnh độ lệch đo do thay đổi nhiệt độ.

　　III. Các thành phần chính của thiết bị và sự phát triển hiện đại

Các điện cực tách thiết bị truyền thống đã được thay thế nhiều hơn bằng các điện cực composite. Các điện cực composite tích hợp các điện cực chỉ thị thủy tinh và điện cực tham chiếu trong một mảnh và được lấp đầy với dung dịch KCI bão hòa như chất lỏng tham chiếu bên trong, thuận tiện hơn để sử dụng. Theo kịch bản ứng dụng và yêu cầu độ chính xác, thiết bị đã phát triển nhiều loại, bao gồm loại bút, di động, loại bàn thí nghiệm và loại trực tuyến công nghiệp có độ chính xác cao, v.v. Mức độ chính xác của nó dao động từ 0,2 đến 0,001, với số lượng nhỏ hơn, độ chính xác cao hơn.

　　IV. Sự cần thiết của hiệu chuẩn trong hoạt động

Vì điện thế điện cực thay đổi từ từ theo thời gian, để có kết quả chính xác, máy đo pH phải được hiệu chuẩn trước khi đo, thường bằng phương pháp hiệu chuẩn hai điểm. Điều này có nghĩa là hiệu chuẩn "định vị" đầu tiên được thực hiện với dung dịch đệm tiêu chuẩn pH=7, sau đó dựa trên độ axit và kiềm của dung dịch được đo, chọn dung dịch đệm tiêu chuẩn pH=4 (đối với dung dịch axit) hoặc pH=9,18/10 (đối với dung dịch kiềm) để hiệu chuẩn "độ dốc". Hiệu chuẩn có thể loại bỏ hiệu quả các lỗi hệ thống do các yếu tố như tiềm năng bất đối xứng của điện cực và tiềm năng nối lỏng.

Tóm lại, máy đo pH (máy đo độ axit) dựa trên nguyên tắc điện hóa bằng cách đo chính xác sự khác biệt về điện thế điện cực gây ra bởi sự thay đổi trong hoạt động của ion hydro và sử dụng phương trình Energist để chuyển đổi nó thành pH. Thiết kế của nó kết hợp khéo léo các kỹ thuật hóa học, vật lý và điện tử, làm cho nó trở thành một công cụ phân tích quan trọng trong nghiên cứu khoa học và công nghiệp.