Πεχάμετρο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

'''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⁺]

 

όπου [H⁺] είναι η συγκέντρωση των [[ιόν|ιόντων]] [[υδρογόνο|υδρογόνου]].

 

 

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.

 

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 SiO₂ και από μεταβλητά ποσοστά Na₂O, CaO, LiO και BaO.

 

Τα [[κατιόν|κατιόντα]] [[νάτριο|νατρίου]] (Na⁺) του εφυδατωμένου στρώματος ανταλλάσσονται με ιόντα [[υδρογόνο|υδρογόνου]], του διαλύματος με αποτέλεσμα την ανάπτυξη ισορροπίας σύμφωνα με την αντίδραση:

 

 

Η παραπάνω [[χημική ισορροπία]] είναι κατά κανόνα μετατοπισμένη προς τα δεξιά με αποτέλεσμα σχεδόν το σύνολο των ιόντων Na⁺, της επιφάνειας να αντικαθιστώνται με ιόντα H⁺. Εξαίρεση υπάρχει μόνο στα πολύ αλκαλικά διαλύματα (pH > 12) όπου η μεγάλη συγκέντρωση των ιόντων Na⁺ 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:

 

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.

 

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:

 

 

 

 

{{εργαστηριακός εξοπλισμός}}

 

[[Κατηγορία:Χημεία]]

[[Κατηγορία:Συσκευές εργαστηρίου]]

 

[[ar:مقياس الأس الهيدروجيني]]