הגדרת pH

pH הוא הייצוג המספרי של גרם שווה ערך לליטר ריכוז יון מימן בכל תמיסה. זה משתנה בין 0 ל 14. זוהי המדידה הלוגריתמית של שומות של יונים מימן לליטר תמיסה. התמיסות בעלות ערך ה- pH בין 0 ל -7 הן תמיסות חומציות בעלות ריכוז גדול של יוני מימן ואילו תמיסות בעלות ערכי pH בין 8 ל -14 הן פתרונות בסיסיים בעלי ריכוז מימן קטן. הפתרונות בעלי ערך ה- pH של 7 הם תמיסות ניטרליות. מדידת ה- pH נותנת את המידה של בסיסיות או חומציות של תמיסה.

מדוע מדידת pH חיונית?

כדי לעקוב אחר רמת ה- pH בדם, אשר חייבת להיות בין 7.35 ל- 7.45
כדי לעקוב אחר רמת ה- pH של האדמה לגידול מיטבי של יבולים בהתאם לדרישות.
כדי לפקח על ה- pH של הגשם כדי שנוכל לזהות את המזהמים באוויר, אם מי הגשמים הופכים לחומציים יותר.
כדי לנטר את ה- pH של מוצרים רבים אחרים בשימוש יומיומי כמו חלב, שמפו וכו '.

שלוש דרכים למדידת ה- pH של תמיסה

באמצעות רצועת חיווי אשר כאשר הוא ממוקם בתמיסה, משנה את צבעו בהתאם. לאחר מכן מוציאים את הרצועה וצבעיה מותאם לצבע בטבלת הצבעים כדי להחליט על ערך ה- pH המתאים.
באמצעות נוזל אינדיקטור pH שבו התוסף הלא ידוע מתווסף לנוזל והצבע המשתנה של הנוזל מותאם לצבע הקיים כבר על גלגל הצבע כדי להחליט את ערך ה- pH.
שימוש בחיישן pH בו ניתן להכניס בדיקה בפשטות לתמיסה ולקרוא את ה- pH.

5 יתרונות השימוש במד pH על פני שיטות אחרות

הם נותנים מדידות מדויקות יותר.
ניתן להשתמש בהם בקלות.
קריאת ה- pH קלה יותר יחסית.
הם נותנים מדידות מדויקות יותר מכיוון שהם יכולים למדוד עד 1/100^השל יחידת pH.
הם ניתנים לשימוש חוזר.

עקרון מד ה- pH או חיישן ה- pH

מד ה- pH עובד בעצם על העובדה שממשק של שני נוזלים מייצר פוטנציאל חשמלי שניתן למדוד. במילים אחרות, כאשר נוזל בתוך מארז עשוי זכוכית מונח בתוך תמיסה שאינה הנוזל ההוא, קיים פוטנציאל אלקטרוכימי בין שני הנוזלים.

רכיבי חיישן pH

זו בעצם אלקטרודה המורכבת מארבעה רכיבים:

אלקטרודה מדידה : זהו צינור המורכב מזכוכית ומורכב מנורת זכוכית דקה המרותכת אליו, ממולאת בתמיסת אשלגן כלורי עם pH ידוע של 7. היא מכילה גם גוש של כלוריד כסף המחובר לאלמנט כסף. הוא מייצר את המתח המשמש למדידת ה- pH של התמיסה הלא ידועה.

אלקטרודה מדידה

“כיצד עובד חיישן מפות ”

אלקטרודה הפניה : זהו צינור זכוכית המורכב מתמיסת אשלגן כלורי במגע אינטימי עם גוש כלוריד כספית בקצה האשלגן הכלורי. הוא משמש כדי לספק חיבור מתח אפס יציב להשלמת המעגל כולו.

אלקטרודה הפניה

מגבר קדם : זהו מכשיר מיזוג אות וממיר את אות האלקטרודה pH עכבה גבוהה לאות עכבה נמוכה. זה מחזק ומייצב את האות, מה שהופך אותו פחות רגיש לרעש חשמלי.

מגבר קדם

משדר או מנתח : הוא משמש להצגת האות החשמלי של החיישן ומורכב מחיישן טמפרטורה כדי לפצות על שינוי הטמפרטורה.

משדר או מנתח

עבודה של חיישן pH:

עבודה של חיישן pH

האלקטרודה ממוקמת בתוך הכוס המלאה בתמיסה שה pH שלה אמור להיות מודד. נורת הזכוכית המולחמת בקצה אלקטרודת המדידה מורכבת מיוני ליתיום המסוממים אליה, מה שגורם לה לשמש כמחסום סלקטיבי ויונים ומאפשר ליוני המימן מהפתרון הלא ידוע לנדוד דרך המחסום ולפעול עם הזכוכית, לפתח פוטנציאל אלקטרוכימי הקשור לריכוז יון המימן. ה פוטנציאל אלקטרודה מדידה ובכך משתנה עם ריכוז יון המימן. מצד שני, פוטנציאל האלקטרודה הייחודי אינו משתנה עם ריכוז יון המימן ומספק פוטנציאל יציב שכנגדו משווים את אלקטרודת המדידה. הוא מורכב מתמיסה ניטרלית שמותר להחליף יונים עם התמיסה הלא ידועה דרך מפריד נקבובי, וכך נוצר חיבור התנגדות נמוך להשלמת המעגל כולו. ההבדל הפוטנציאלי בין שתי האלקטרודות נותן מדידה ישירה של ריכוז יון המימן או ה- pH של המערכת ומוגבר מראש לחיזוקו ואז ניתן למד המתח.

U = E._pH- IS_נ'צ

“תצוגת טיימר לספירה לאחור 7 קטע תצוגה ”

IS_pH- פוטנציאל מתח של אלקטרודת המדידה

IS_נ'צ- פוטנציאל מתח של אלקטרודה ייחוסית

ה- pH מחושב על בסיס משוואת Nernst הקובעת כי השינוי בפוטנציאל הכולל לכל שינוי ב- pH הוא

U = -kTpH

k- הטמפרטורה הקבועה של בולצמן, T-.

אמצעי זהירות במדידת ה- pH:

פוטנציאל האלקטרודה של אלקטרודת המדידה נוטה להשתנות עם הטמפרטורה, מה שעשוי להשפיע על מדידת ה- pH. מסיבה זו יש לספק טכניקת פיצוי טמפרטורה. היא מושגת באמצעות ידנית על ידי ביצוע מדידת טמפרטורה נפרדת והזנת הערך במד ה- pH או באמצעות פיצוי טמפרטורה אוטומטי, המורכב מ- חיישן טמפרטורה מוזר למדי ה- pH.
מכיוון שזכוכית היא למעשה מוליכה גרועה של חשמל, אלקטרודת המדידה מספקת למעשה התנגדות גבוהה בהשוואה לזו של אלקטרודת הייחוס, וגורמת לירידת מתח גדולה אשר משפיעה על מדידת הפלט. פתרון לבעיה זו הוא באמצעות מד מוגבר עם התנגדות גבוהה או באמצעות הגדרת מדידת מתח איזון אפס.
אסור להשתמש בחומצה הידרופלואורית בשום תמיסה מכיוון שהיא ממיסה זכוכית

חיישני pH מודרניים הקיימים בשוק:

PHE-45P : הוא יכול למדוד את pH בטווח המלא ברגישות של 0.02pH ועובד בטמפרטורה של -5 עד + 95 ° C. הוא מורכב ממפץ טמפרטורה Pt1000 RTD.

PHE-45P

חיישן pH WQ201 : הוא נמדד על ידי Global Water Instrumentation Inc ומורכב על כבלים בגודל 25 מטר באורך של עד 500 רגל, בהספק של 4-20mA.

חיישן pH WQ201

“סוגי ממירים dc dc ”

יישומים הכוללים חיישן pH

בקרת pH

מדידת ה- pH ממלאת תפקיד חשוב ביישומים תעשייתיים רבים כמו בקרת כימיקלים בשפשפים תעשייתיים, מדידת דו תחמוצת הגופרית בבתי זיקוק לסוכר, ומיטוב קרישה בבירור מים. הוא מספק נקודת בקרה לנטרול חומצות ובסיסים.

מערכת בקרת ה- pH משמשת למדידת ה- pH של התמיסה וגם שולטת בתוספת של חומר מנטרל כדי לשמור על הפתרון ב- pH מוגדר ניטראלי. הוא מורכב ממנתח pH ושני חיישני pH או יותר.

בקרת pH

כעת, לאחר שהיה לנו ידע בסיסי בחיישן ה- pH וביישומו בבקרת ה- pH, ספר לנו על כמה יישומים אחרים של חיישן זה. אם יש לך שאילתות בנושא זה או על החשמל ו פרויקטים אלקטרוניים השאירו את ההערות למטה.

אשראי תמונות -