pH計の原理と構造
1. pHメーター
pH（酸性度）計は、電位差法により溶液中のH plus活性を測定する機器です。 pH計で測定した値は、溶液のpHを表す方法で、溶液中のH+イオン濃度の負の対数、つまりpH=ーlg[Hplus]で表されます。 ]。
私たちが使用するpH計は、電気計と電極の2つの部分から構成されています。 実際の測定では、測定対象の溶液に電極を浸し、溶液中のH+イオン濃度をミリボルトレベルの電圧信号に変換して電気計に入力します。 電気計は信号を増幅し、対数変換してpHをミリボルトレベル表示器に表示します。
pHメーターは測定電極としてガラス電極を使用し、参照電極としてカロメル電極を使用します。 水素イオンの濃度の変化によって引き起こされるガラス電極の電位の変化は、ガラス電極とカロメル電極間の電位の変化を引き起こします。これは式 (2-6) に従う必要があります。
E=E0-2.3026RT/F…………(2-6)
式では次のようになります。
E起電力、mV;
E0- 電極標準起電力、mV;
R はモルガス定数です。
T はケルビン単位の絶対温度です。
F はファラデー定数です。
式 (2-6) から、pH を測定する際には温度も重要な影響因子であることがわかります。 温度の変化に注意して測定する必要があります。 現在、最も一般的に使用されている pH 電極は、ガラス電極とカロメル電極を組み合わせた複合電極です。
2. pH電極
電極は pH メーターの不可欠な部分です。 pH 測定は、測定電極と参照電極で構成される化学電池によって行われます。
(1) pH 測定電極は pH 指示電極とも呼ばれ、溶液中の水素イオンの活動に反応して電極電位が変化します。 最新のほとんどすべての pH メーターは、測定電極としてガラス電極を使用しています。
(2) 参照電極（不活性電極）は溶液中の水素イオンの活性に反応しません。 pH 測定では、定電位の半電池として機能し、pH 測定電極と化学電池を形成して、固定基準電位を提供および維持します。
(3) 複合電極とは、pH 測定電極と参照電極を組み合わせた電極です。 複合電極は酸化物質や還元物質の影響を受けず、平衡速度が速いため広く使用されています。 現在、pH測定には基本的にこれらの電極が使用されています。 ガラス指示極、ガラス複合電極を問わず、いずれも薄膜電極です。 膜電位は、測定溶液中の水素イオン活性とネルンストの関係を持ち、薄膜電極の固有の特性を反映します。 これらの特性は電極自体と使用条件によって影響されます。 、測定結果に影響を与えます。
