El principio de la medición del pH, el dispositivo y los tipos de medidores de pH.

Para determinar rápidamente el nivel de pH (en otras palabras, el nivel de acidez) de varios medios, se utilizan medidores de pH. Agua industrial o potable, solución ácida, salina o alcalina, sangre, orina y otros fluidos corporales, frutas, verduras y otros alimentos, medicamentos, etc. — en principio, todo puede convertirse en el objeto de la investigación operativa valor pH.

Medir el PH es esencialmente una medida de la actividad de los iones de hidrógeno en un medio. E incluso la designación de pH en sí se traduce literalmente del latín "pondus Hydrogenii" como "peso de hidrógeno".

Hoy en día, los medidores de pH se usan ampliamente en microbiología y medicina, en tratamiento de agua y agroquímica, en ciencia del suelo, en hidroponía, en investigación de laboratorio y de campo, en las industrias química y alimentaria, en acuarística y en muchos otros lugares.

El medidor de pH moderno le permite determinar con precisión y rapidez el valor del pH.Si el pH es 7, el medio es neutro, como el agua destilada, en el que los iones de hidrógeno positivos H+ y los iones de hidróxido negativos OH- están igualmente divididos. Si la acidez es superior a 7, entonces el medio es alcalino. Si el pH es inferior a 7, el medio es ácido.

Y aunque los químicos siempre han podido determinar la acidez del medio por el método clásico, utilizando indicadores, por ejemplo, fenolftaleína, sin embargo, en algunos procesos, simplemente es necesario cuantificar con precisión este indicador y, a veces, es necesario monitorear constantemente para arreglarlo para corregirlo. Para esto se inventaron los medidores de pH.

El medidor de pH es en realidad un milivoltímetro electrónico, ya que mide la diferencia de potencial en el sistema electroquímico de un par de electrodos y el medio de prueba en el que se colocan. Es cierto que la escala del dispositivo no está graduada aquí en milivoltios, sino en pH, ya que la EMF medida resulta ser proporcional al pH.

Dos electrodos: un indicador de vidrio (los oxidantes no temen al vidrio de borosilicato) y cloruro de plata, un electrodo de referencia adicional. El electrodo de vidrio tiene una resistencia muy alta de decenas de megaohmios, y este es solo el requisito básico: la resistencia de la sonda no debe ser inferior a 0,1 GΩ. El medidor de pH se calibra utilizando soluciones tampón de pH conocido.

Debido al hecho de que el valor de EMF se ve afectado por la temperatura, cada uno de estos dispositivos de medición tiene una compensación de temperatura para mediciones a temperaturas distintas de + 25 ° C.Pero para lograr una precisión muy alta, es necesario medir con precisión a una temperatura de + 25 ° C, razón por la cual muchos medidores de pH están equipados con un termómetro incorporado, por lo que puede seguir de inmediato la temperatura del medio en el proceso de investigacion

El electrodo de vidrio indicador en forma de tubo con una bola de pared delgada en el extremo, hecho de un vidrio de borosilicato especial eléctricamente conductor, está esencialmente conectado a un circuito eléctrico. El movimiento de iones H + positivos dentro de dicho vidrio hace posible su uso (los cationes dentro del vidrio se mueven en relación con el polianión del ácido silícico). Se vierte una suspensión de cloruro de plata en una solución de ácido clorhídrico en el tubo de ensayo, después de lo cual se sumerge un alambre de plata; así es como se obtiene un electrodo de cloruro de plata.

El electrodo de vidrio se introduce en el medio de prueba, el circuito eléctrico se cierra colocando un electrodo de referencia adicional (pasta de mercurio y calomelanos en una solución de cloruro de potasio) (a través de un interruptor electrolítico o directamente). El cloruro de potasio crea contacto entre la porción de mercurio y calomelanos de la celda y el medio de prueba. Este electrodo adicional generalmente se coloca en una caja de vidrio que es impermeable a los iones H +.

El contacto conductor de la solución de cloruro de potasio en el electrodo de referencia con la solución de prueba se forma debido a un hilo delgado o capilar en una caja de vidrio.De esta manera, se obtiene una celda galvánica a partir de un electrodo de referencia y un electrodo de cloruro de plata, y la parte de electrolito de la celda incluye una película de vidrio conductor y un entorno de prueba.

El EMF del sistema de electrodos se mide con un milivoltímetro, su escala está graduada en pH.Los electrones del electrodo de cloruro de plata se transfieren al electrodo de referencia bajo la acción de la EMF medida, que siempre va acompañada de la transferencia de un número igual de protones desde el interior del electrodo de vidrio al medio.

Si en este caso tomamos la concentración de iones de hidrógeno positivos H+ en la constante del electrodo de vidrio, entonces la FEM será función de la actividad de H+, es decir, función del pH del medio en estudio.

Los modelos modernos de medidores de pH funcionan gracias a microprocesadores que realizan compensación de temperatura y resuelven muchas tareas relacionadas. Cuanto más complejo es el dispositivo, más tareas puede resolver. La clase de precisión de los instrumentos varía según el modelo, y se puede seleccionar un medidor de pH adecuado para diferentes aplicaciones.

Existen medidores de pH domésticos de bolsillo, profesionales de laboratorio, portátiles e industriales estacionarios. Algunos medidores de pH miden la concentración de iones en el medio, el contenido de nitratos, etc., tienen una memoria incorporada para almacenar los resultados, la capacidad de comunicarse con una computadora y la función de ajuste de parámetros a través de un circuito de retroalimentación.