전위차계 (PHMETER) : 용도 및 작동 방식 - 화학

전위차계 모두가 산도로 이것을 표현 산도 또는 염기도를 결정하고자하는 용액에 침지하는 경우, 작동과 기준 전극 사이의 전위차를 측정하기 위해 사용되는 장치이다.

이러한 방식으로 전위차계는 전위차계와 앞서 언급 한 두 전극을 사용하여 용액에있는 물질 의 H ⁺ 이온 농도를 결정하는 데 사용되는 분석 방법을 의미합니다 .

기준 전극의 경우 작동 전극과 달리 알려진 일정하며 안정적인 전위를가집니다. 이 마지막 전극에서 발생하는 전위 는 용액에서 발견되는 H ⁺ 이온의 농도에 비례하여 달라 집니다.

이 전위는 측정이 수행되는 온도에도 크게 영향을받습니다.

그것은 무엇입니까?

pH 수준의 변화에 매우 민감한 의약품 생산, 식품 가공 및 정수와 같은 많은 산업 공정이 있습니다. 이러한 이유로 정확한 측정이 매우 중요합니다.

앞서 언급했듯이 pH는 용액의 H ⁺ 이온 농도를 분석하여 수용액 상태에있는 용액의 산도 또는 알칼리도를 측정하는 데 사용되는 매개 변수 입니다. 그런 다음 pH 값은 다음 방정식으로 계산됩니다.

pH = -log

따라서 전위차계는 용액 내 물질의 pH를 측정하는 데 사용됩니다.

전위차계를 분석 할 용액에 담근 두 전극에 연결하면 작동 전극과 기준 전극 사이의 전위차를 감지하여이 신호를 증폭하고 위에서 설명한 방정식을 사용하여 pH 값으로 변환합니다.

전위차계의 작동은 전기 화학 셀의 메커니즘을 기반으로합니다. 여기서 H ⁺ 이온은 용액에서 이러한 이온의 농도를 결정하기 위해 셀의 화학 반응에 관여 하고 이러한 방식으로 동일한 pH를 얻습니다. .

전위차계로 용액의 pH를 측정하려면 전위차계와 전극이 사용됩니다. 첫 번째는 pH를 결정하는 장치이고 두 번째는 분석 물질에 민감한 기준 전극과 측정 전극의 조합을 기반으로합니다.

이러한 의미에서 전극과 용액 사이에 전류가 흐르는 회로가 형성되며, 여기서 언급 된 용액에 담그면 배터리의 기능을 수행합니다.

이런 식으로 전위차계는 pH가 7 일 때 0 (밀리 볼트 단위)과 같은 전압을 생성하도록 설계되었습니다. 즉, 중립적입니다.

마찬가지로 잠재적 값의 증가가 (양수로) 등록되면 pH 값이 더 낮고 감소가 관찰되면 (즉, 음수로의 성장) 더 높은 값을 말합니다. pH.

측정 (또는 작동) 전극은 연구중인 반응 (산화 또는 환원)이 발생하는 장치로 구성됩니다.

많은 종류가 있지만 일반적으로 유리 는 환경 의 H ⁺ 이온 에 대한 투과성을 갖는 매우 얇은 유리막으로 구성 됩니다.

이것을 세포에 존재하는 용액과 다른 pH를 갖는 용액에 배치함으로써, 막의 두면 사이에 전위차가 생성되고이 차이는 기준 전극을 통해 기록 될 수 있습니다.

한편, 기준 전극은 안정된 전위 특성과 알려진 값을 갖는 소자로, 일반적으로 전기 화학 전지에서 양극으로 사용된다.

이러한 유형의 전극의 예는 염화은으로 코팅되고 묽은 염산 용액에 담근 은선으로 구성된 전극 또는 그림과 같은 calomel 포화 기준 전극입니다. 아래 그림에서.

따라서 전위차계는 작업 전극의 전위 만이 이온 종의 농도에 따라 달라 지지만 전극간에 생성되는 전위차를 결정합니다.

전위차계의 보정은 약한 물질과 그 결합 된 종을 포함하는 거의 변하지 않는 pH를 가진 시스템으로 구성된 알려진 완충액 (버퍼 또는 완충액이라고도 함)을 통해 수행해야합니다.

각 완충액은 산성 (pH <7), 염기성 (pH> 7) 또는 중성 (pH = 7) 일 수있는 특정 pH를 가지며, 표준화 된 상태로 상업적으로 구입하거나 인증 된 시약과 함께 실험실에서 준비 할 수 있습니다. 확립되고 검증 된 절차의 사용을 통해.

전위차계는 넓은 것으로 간주되는 범위 내에서 pH 값을 측정하기 때문에 올바른 교정을 진행하려면 분석 물의 pH가 7보다 크거나 작은 지 여부를 알아야합니다.

따라서 pH가 염기성 일 것으로 예상되는 샘플의 경우 pH가 7 인 완충액과 pH가 더 높은 완충액으로 보정해야합니다 (일반적으로 pH 10 중 하나가 사용됨).

반면에 예상되는 산성 pH를 가진 샘플의 경우 pH가 7과 같고 pH가 낮은 버퍼 용액으로 보정됩니다 (일반적으로 pH 4 중 하나가 사용됨).

마지막으로,이 측정 기기의 재 교정은 매 사용 전후에 수행되어야하며, 수행 된 날짜와 시간 및이를 제어하는 데 사용 된 완충 용액의 특성을 포함한 결과를 기록해야합니다.