Πεχάμετρο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

μ
Ρομπότ: Αυτόματη αντικατάσταση κειμένου (-:: +:, -:<ref> +:<ref>); διακοσμητικές αλλαγές
μ (Ρομπότ: Προσθήκη: ar, bn, es, hi, it, pt Αφαίρεση: he)
μ (Ρομπότ: Αυτόματη αντικατάσταση κειμένου (-:: +:, -:<ref> +:<ref>); διακοσμητικές αλλαγές)
[[ΕικόναΑρχείο:PH Meter.jpg|thumb|Ένα τυπικό πεχάμετρο]]
'''Πεχάμετρο''' ονομάζεται η συσκευή που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του [[pH]] ενός [[διάλυμα|διαλύματος]], το οποίο ορίζεται σύμφωνα με την σχέση:
 
<div style='text-align: center;'>
pH= -log[H<sup>+</sup>]
</div>
 
όπου [H<sup>+</sup>] είναι η συγκέντρωση των [[ιόν|ιόντων]] [[υδρογόνο|υδρογόνου]].
 
 
== Η λειτουργία ενός πεχάμετρου ==
Η μέτρηση του pH γίνεται με ειδικά [[ηλεκτρόδιο|ηλεκτρόδια]] που βρίσκονται σε κάθε πεχάμετρο. Τα πεχάμετρα χρησιμοποιούν την αρχή της ποτενσιομετρικής μέτρησης του pH, που προσδιορίζει την [[ενεργότητα]] των ιόντων υδρογόνου σε ένα διάλυμα. Η μέτρηση γίνεται με την χρήση ενός ενδεικτικού ηλεκτρόδιου και ενός ηλεκτροδίου αναφοράς. Το [[δυναμικό]] του ενδεικτικού ηλεκτροδίου εξαρτάται εκλεκτικά από την ενεργότητα των ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα. Η [[διαφορά δυναμικού]] ανάμεσα στα δυο ηλεκτρόδια, έπειτα από [[βαθμονόμηση]], δίνει το pH. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται δύο είδη ενδεικτικών ηλεκτροδίων: τα ηλεκτρόδια [[γυαλί|υάλου]] και τα ηλεκτρόδια τύπου ISFET.
 
=== Ηλεκτρόδια Υάλου ===
Η λειτουργία των ηλεκτροδίων υάλου στηρίζεται σε γυάλινη μεμβράνη πάχους 0,2-0,5cm κατασκευασμένης από γυαλί ειδικής ποιότητας. Η χημική σύσταση της μεμβράνης ποικίλει ανάλογα με τον κατασκευαστή αλλά συνήθως αποτελείται κατά 70% από SiO<sub>2</sub> και από μεταβλητά ποσοστά Na<sub>2</sub>O, CaO, LiO και BaO.
 
Τα [[κατιόν|κατιόντα]] [[νάτριο|νατρίου]] (Na<sup>+</sup>) του εφυδατωμένου στρώματος ανταλλάσσονται με ιόντα [[υδρογόνο|υδρογόνου]], του διαλύματος με αποτέλεσμα την ανάπτυξη ισορροπίας σύμφωνα με την αντίδραση:
 
::Na+επιφ + Η+διαλ Η+επιφ + Νa+διαλ
 
Η παραπάνω [[χημική ισορροπία]] είναι κατά κανόνα μετατοπισμένη προς τα δεξιά με αποτέλεσμα σχεδόν το σύνολο των ιόντων Na<sup>+</sup>, της επιφάνειας να αντικαθιστώνται με ιόντα H<sup>+</sup>. Εξαίρεση υπάρχει μόνο στα πολύ αλκαλικά διαλύματα (pH > 12) όπου η μεγάλη συγκέντρωση των ιόντων Na<sup>+</sup> μετατοπίζει την ισορροπία προς τα αριστερά.
 
Το ηλεκτρόδιο υάλου αποτελεί τον πιο αξιόπιστο μεταλλάκτη για την μέτρηση του pH, χρησιμοποιείται χωρίς πρόβλημα σε διαλύματα που περιέχουν ισχυρά [[οξείδωση|οξειδωτικές]] ή [[Οξειδοαναγωγή|αναγωγικές]] ενώσεις, [[αέριο|αέρια]] και διάφορα βιολογικά μόρια. Παρόλα αυτά παρουσιάζουν κάποια [[πειραματικό σφάλμα|σφάλματα]], τα κυριότερα από αυτά είναι:
# Το αλκαλικό σφάλμα: Για pH>10 οι μετρούμενες τιμές είναι μικρότερες από τις πραγματικές.
# Το όξινο σφάλμα: Για pH<1 οι μετρούμενες τιμές είναι μεγαλύτερες από τις πραγματικές.
# Το σφάλμα από αφυδάτωση ή μηχανική καταπόνηση: Αν η γυάλινη μεμβράνη αφυδατωθεί χάνει τις ιδιότητες αλλά αντιστρεπτά. Σε περίπτωση που η μεμβράνη καλυφθεί από λιπαρό ή αδιάλυτο στο νερό υλικό ή καταπονηθεί μηχανικά τότε καταστρέφεται.
# Σφάλματα από τον ηλεκτρολυτικό σύνδεσμο: Σφάλματα που προκύπτουν όταν κλείνουν μερικώς ή ολικώς οι πόροι του ηλεκτρολυτικού συνδέσμου του ηλεκτροδίου αναφοράς.
 
Για την μέτρηση του δυναμικού των ηλεκτροδίων υάλου χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικά [[βολτόμετρο|βολτόμετρα]]. Τα αναλογικά βολτόμετρα συμπεριλαμβάνουν κύκλωμα μετατροπής δυναμικού σε μονάδες pH, το οποίο λαμβάνει υπόψη του και την θερμοκρασία. Για να βαθμονομηθούν χρησιμοποιούνται συνήθως δύο [[ρυθμιστικό διάλυμα|ρυθμιστικά διαλύματα]], το ένα με pH=7 και το άλλο με pH=7,3. Τα ψηφιακά βολτόμετρα χρησιμοποιούν διαφορετικό τρόπο βαθμονόμησης, οι οδηγίες για την βαθμονόμηση προβάλλονται στην οθόνη της συσκευής και η βαθμονόμηση μπορεί να συμπεριλαμβάνει τρία ή περισσότερα ρυθμιστικά διαλύματα.
 
=== Ηλεκτρόδια τύπου ISFET ===
Το ISFET είναι ένα FET μετάλλου οξειδίου ημιαγωγού ([[MOSFET]]) στο οποίο το μεταλλικό ηλεκτρόδιο της πύλης έχει αντικατασταθεί από επιφάνεια η οποία παίζει το ρόλο εκλεκτικού ηλεκτροδίου ιόντων όταν έλθει σε επαφή με διάλυμα ηλεκτρολύτη.
Τα ISFET λειτουργούν και χρησιμοποιούνται όπως τα MOSFET. Τα ISFET παρουσιάζουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τα ηλεκτρόδια υάλου:
# Έχουν μικρό μέγεθος.
# Είναι σταθερά και ανθεκτικά.
# Έχουν μικρό χρόνο απόκρισης στις μεταβολές της ενεργότητας των ιόντων υδρογόνου, εξαιτίας της μικρής επιφάνειας της πύλης και του μικρού πάχους της ευαίσθητης μεμβράνης.
# Είναι δυνατό να ενσωματωθούν στο ίδιο ολοκληρωμένο κύκλωμα, αντισταθμιστής θερμοκρασίας, σύστημα επεξεργασίας και ενίσχυσης σήματος, ηλεκτρόδια αναφοράς, όπως και άλλα αισθητήρια ISFET με εκλεκτικότητα σε διάφορα ιόντα.
 
== Εξωτερικοί σύνδεσμοι ==
* [http://petrotech.teikav.edu.gr/Selides/ergastiria/ENORGANH/PH.HTM Οδηγίες λειτουργίας ενός πεχάμετρου]
 
 
 
{{εργαστηριακός εξοπλισμός}}
<!-- Interwikis -->
 
[[Κατηγορία:Χημεία]]
[[Κατηγορία:Συσκευές εργαστηρίου]]
 
<!-- Interwikis -->
 
[[ar:مقياس الأس الهيدروجيني]]
17.868

επεξεργασίες