PH-meetri mõõteelektrood ja selle valikumeetod
Antimoni mõõteelektrood on poolmetall, millel on puhas antimoni aktiivne pind. Elektroodi antimonikontaktis toimub vesinikoksiidi kihi moodustamiseks keemiline reaktsioon. Põhjus, miks antimonelektroodid võivad reageerida pH-le nagu teised elektroodid, on see, et see oksiidikiht tunneb pH-d. Antimonelektroodid ei ole aga mõõtmiseks nii head kui klaas- või ioontundlikud väljatransistori (ISFET) elektroodid, kuna nende reaktsioon pH-le ja temperatuurile on mittelineaarne. Selle standardtemperatuur on piiratud 0-80~C ja standardne pH vahemik on 2-11. Oksüdatsiooni- või deformatsioonireaktsioonid võivad katkestada antimonelektroodide mõõtmise. Näiteks oksüdatsioon või deformatsioon, mis on põhjustatud kloori või sulfiti olemasolust. Kuna antimoni kontaktid võivad reageerida võimalikule oksüdatsioonile või deformatsioonile. Antimoni elektroode kasutatakse pH mõõtmiseks tänapäeval harva, ainult vesinikfluoriidhappe lahuseid sisaldavates protsessides. Kuna vesinikfluoriidhappe lahus pH väärtusega Alla või 4 võib kiiresti kahjustada klaas- või ioontundlikke väljatransistori (ISFET) elektroode. Antimoni elektroodide kasutamine vesinikfluoriidhappe lahustes on aga samuti piiratud, kuna mõõtmistulemuste saavutamine on keeruline, kui pH väärtus on 2 või väiksem.
Klaasmõõteelektrood sisaldab spetsiaalset mehhanismi klaasi, mis suudab väljastada mV signaali, mis muutub pH-ga. Klaaselektroodidel on tavaliselt väga lineaarne mV reaktsioon pH väärtustele vahemikus 1 kuni 12. Klaaselektroodide tootjad pakuvad tavaliselt erineva paksusega elektroode, mis sobivad erinevatele temperatuuritingimustele. Näiteks sobivad klaaselektroodid, mille temperatuur on vahemikus 0 kuni 80~C või 20 kuni 110°(2). Sellegipoolest on paksud klaaselektroodid endiselt haprad ja võivad puruneda või puruneda. Klaaselektroodide kasutamine lahustes, mille pH on suurem või võrdne 11, võib põhjustada naatriumi vigu, kuna võrreldes madalama vesiniku kontsentratsiooniga lahustega reageerivad klaaselektroodid tavaliselt kõrgema naatriumikontsentratsiooniga lahustele. Teised lahused, näiteks kaalium, on samuti selle reaktsiooni suhtes altid. Tegelikust väärtusest madalamad pH mõõtmisnäidud ilmnevad tavaliselt pH 0, 1 kuni 0, 3 juures. Kõrge pH-ga lahused võivad samuti elektroodi söövitada. Kõrge temperatuuri ja kõrge pH-ga lahused võivad mõjutada klaaselektroodide reaktsiooni pH-le ja lühendada nende eluiga. Kõrge pH-ga lahuste jaoks kasutatakse paksemaid klaaselektroode. Seevastu madala pH-ga lahustes, nagu pH Alla või 1, tekitab klaaselektrood happevea. Kuna happe ja vee suhe lahuses on kõrge, mõjutab see nii klaaskile kui ka elektroodi reaktsiooni. Lisaks võivad kõrge happekontsentratsiooniga lahused mõjutada täpsust ning samuti on oluline märkida, et vesinikfluoriidhape võib korrodeerida ja lõpuks kahjustada klaaselektroodi. Üldine reegel on, et vesinikfluoriidhape või lahused, mille pH on alla või 4, lühendavad klaaselektroodide eluiga. Täpsem selgitus on see, et klaaselektroodid on ebastabiilsed ja võivad 10 mol/l vesinikfluoriidhappes mõõtmisel korrodeeruda. Võrreldes klaaselektroodidega on antimoni mõõteelektroodidel palju tugevam vastupidavus vesinikfluoriidhappe korrosioonile.
3 Ioontundliku väljatransistori (ISFET) mõõteelektroodi on andurina kasutatud alates 1970. aastatest, kuid tööstuslikus mõõtmises hakati seda kasutama alles hiljuti. Peamine põhjus on see, et ISFET-elektroodi konstruktsioon tekitab sageli mõõtmisvigu ja seda tuleb iga päev sageli kalibreerida. Ioontundlik väljatransistor (ISFET jõudlus. Võrreldes klaaselektroodidega ei ole sellel naatriumiviga ja happeviga on madala pH-ga lahustes palju väiksem kui klaaselektroodides. Oksüdatsiooni/deformatsiooni reaktsioon ei katkesta ioontundliku välja pH reaktsiooni -efektiga transistorid. Siiani ei ole leitud, et ioontundlikud väljatransistorelektroodid suudavad anda õiget lineaarset mV reaktsiooni pH-st 0-14 pH vahemikus l2 ja antimonelektroodid suudavad reageerida ainult pH vahemikus 1 l. Lisaks on see oma olemuselt väga vastupidav, samas kui klaaselektroodid on paljudes mõõtmiskeskkondades ioontundlike väljatransistoride pH-elektroodid vähem vastuvõtlik keemilisele korrosioonile, sondi saastumisele ja üldistele kahjustustele kui antimon- või klaaselektroodid. Praegusel konstruktsioonil on siiski vigu, mis on vastuvõtlikum kõrge temperatuuriga söövitavatele lahustele kui klaaselektroodid, kuigi see suudab säilitada parema mõõtmistäpsuse kui klaas. või antimonelektroodid. Vesinikfluoriidhape võib seda ka kiiresti kahjustada. Lisaks põhjustab mõni keemiline korrosioon ioontundlike väljatransistorelektroodide tugevamat korrosiooni kui klaas- või antimonelektroodid.
