Czujniki i elektrody

Pomiar pH jest jednym z podstawowych czynności, jakie laborant wykonuje w laboratorium. pH jest to tzw. ilościowa skala kwasowości i zasadowości wodnych roztworów związków chemicznych. Skala pH oparta jest na pomiarze aktywności jonów wodorowych w wodnych roztworach. pH roztworów ma charakter porównawczy i jest jednostką bezwymiarową. Zdecydowana większość pehametrów to mierniki potencjału, w których wartość pH jest ustalana na podstawie pomiaru siły elektromotorycznej (SEM) ogniwa, które utworzone jest z wskaźnikowej elektrody zanurzonej w roztworze badanym oraz elektrody porównawczej, która zanurzona jest we wzorcowym roztworze o znanym pH. Elektroda zanurzona w roztworze badanym i elektroda zanurzona w roztworze o znanych właściwościach są najczęściej połączone czułym i dokładnym woltomierzem, który automatycznie dokonuje przeliczenia zmierzonej siły elektromotorycznej tak utworzonego ogniwa na skalę pehametryczną. W niektórych elektrodach półogniwo odniesienia zamknięte jest w specjalnym kartridżu, stanowiącym barierę dla jonów srebrowych. Elementem wskaźnikowym elektrody pH jest membrana ze szkła o specjalnie dobranym składzie. Czujniki i elektrody pH, jakie używane sa w praktyce można eksploatować przez długi okres, ponieważ możliwe jest ich ponowne napełnianie elektrolitem. Możliwość ponownego napełniania elektrolitem wpływa na znaczące obniżenie kosztów użytkowania. Podczas normalnego użytkowania czujników oraz elektrod pH nadciśnienie panujące wewnątrz powoduje stopniowy wypływ elektrolitu i dlatego też po pewnym czasie niezbędne jest jego uzupełnienie. Elektrody mogą być wykonane, jako półogniwa lub jako elektrody zespolone (ogniwa pomiarowe). Stosowanie półogniw wymaga korzystania z oddzielnej elektrody odniesienia.Na rynku jest wiele czujników i elektrod pH, należy jednak zwrócić szczególną uwagę na kilka istotnych aspektów. Po pierwsze powinniśmy wybrać dany czujnik lub elektrodę do roztworu, w jakim chcemy określić pH. Inny czujnik (elektrodę) dobierzemy do roztworów bardzo płynnych, a inny do lepkich i gęstych substancji. Niezmiernie istotna jest również sama charakterystyka pomiaru – czy mamy do czynienia z pomiarem roztworu „stojącego” czy może będziemy musieli zmierzyć w nurcie lub w roztworze mieszanym. Dokładność pomiarów to kolejny bardzo istotny element determinujący prace laboranta i bezpośrednio związany z wybranym czujnikiem i elektrodą. Niekiedy do bardzo prostych pomiarów można wybrać tzw. testery, które na stale posiadają związana elektrodę z układem mikroprocesorowym i nie pozwalają na uzupełnienie elektrolitu, są to urządzenia „jednorazowe”. Dobór właściwego czujnika i elektrody pH jest niezwykle ważny, czasami jest to pierwszy krok do prawidłowo wykonanych dalszych działań laboranta, pH może mieć szalenie istotny wpływ na przebieg procesu technologicznego, a jego wahania nawet w zakresie dziesiętnych części pH mogą wpłynąć na sukces bądź porażkę danego procesu.