PH definiëren

pH is de numerieke weergave van gram-equivalent per liter waterstofionenconcentratie in elke oplossing. Het varieert van 0 tot 14. Het is de logaritmische meting van molen waterstofionen per liter oplossing. De oplossingen met een pH-waarde tussen 0 en 7 zijn zure oplossingen met een hoge concentratie waterstofionen, terwijl oplossingen met een pH-waarde tussen 8 en 14 basische oplossingen zijn met een lage waterstofconcentratie. De oplossingen met een pH-waarde van 7 zijn neutrale oplossingen. Door de pH te meten, wordt de alkaliteit of zuurgraad van een oplossing gemeten.

Waarom is pH-meting essentieel?

Om de pH-waarde van bloed te controleren, die tussen 7,35 en 7,45 moet zijn
Om de pH-waarde van de grond te controleren voor een optimale groei van gewassen volgens de vereisten.
Om de pH van regen te monitoren, zodat we de verontreinigende stoffen in de lucht kunnen detecteren als het regenwater zuurder wordt.
Om de pH van veel andere dagelijks gebruikte producten zoals melk, shampoo, enz.

Drie manieren om de pH van een oplossing te meten

Gebruik een indicatorstrip die, wanneer deze in een oplossing wordt geplaatst, van kleur verandert. De strip wordt vervolgens uitgenomen en de kleur wordt aangepast aan een kleur op de kleurenkaart om de bijbehorende pH-waarde te bepalen.
Gebruik een pH-indicatorvloeistof waarbij de onbekende oplossing aan de vloeistof wordt toegevoegd en de veranderde kleur van de vloeistof wordt vergeleken met een reeds beschikbare kleur op het kleurenwiel om de pH-waarde te bepalen.
Met behulp van een pH-sensor waarbij een sonde eenvoudig in de oplossing kan worden gestoken en de pH kan worden afgelezen.

5 Voordelen van het gebruik van een pH-meter ten opzichte van andere methoden

Ze geven nauwkeurigere metingen.
Ze kunnen gemakkelijk worden gebruikt.
De pH-aflezing is relatief gemakkelijker.
Ze geven nauwkeurigere metingen omdat ze tot 1/100 kunnen meten^thvan pH-eenheid.
Ze zijn herbruikbaar.

Principe van pH-meter of pH-sensor

pH-meter werkt in feite op het feit dat een interface van twee vloeistoffen een elektrisch potentieel produceert dat kan worden gemeten. Met andere woorden, wanneer een vloeistof in een omhulsel van glas in een andere oplossing dan die vloeistof wordt geplaatst, bestaat er een elektrochemische potentiaal tussen de twee vloeistoffen.

pH-sensorcomponenten

Het is eigenlijk een elektrode die uit 4 componenten bestaat:

Een meetelektrode : Het is een buis gemaakt van glas en bestaat uit een dunne glazen bol die eraan is gelast, gevuld met kaliumchlorideoplossing met een bekende pH van 7. Het bevat ook een blok zilverchloride dat aan een zilveren element is bevestigd. Het genereert de spanning die wordt gebruikt om de pH van de onbekende oplossing te meten.

Een meetelektrode

“toepassing van laagdoorlaatfilter ”

Een referentie-elektrode : Het is een glazen buis die bestaat uit een kaliumchloride-oplossing in nauw contact met een kwikchlorideblok aan het einde van het kaliumchloride. Het wordt gebruikt om een stabiele nulspanningsverbinding te bieden om het hele circuit te voltooien.

Een referentie-elektrode

Voorversterker : Het is een signaalconditioneringsapparaat en zet het hoge impedantie pH-elektrodesignaal om in een laagohmig signaal. Het versterkt en stabiliseert het signaal, waardoor het minder gevoelig wordt voor elektrische ruis.

Voorversterker

Zender of analyser : Het wordt gebruikt om het elektrische signaal van de sensor weer te geven en bestaat uit een temperatuursensor om de verandering in temperatuur te compenseren.

Zender of analyser

Werking van pH-sensor:

Werking van pH-sensor

De elektrode wordt in het bekerglas geplaatst dat is gevuld met een oplossing waarvan de pH moet worden gemeten. De glazen bol die aan het uiteinde van de meetelektrode is gelast, bestaat uit lithiumionen die eraan zijn gedoteerd, waardoor het als een ionselectieve barrière werkt en de waterstofionen uit de onbekende oplossing door de barrière laat migreren en in wisselwerking staat met het glas, waardoor een elektrochemisch potentieel gerelateerd aan de waterstofionenconcentratie. De meetelektrode potentiaal verandert dus met de waterstofionenconcentratie. Aan de andere kant verandert de referentie-elektrodepotentiaal niet met de waterstofionenconcentratie en zorgt voor een stabiele potentiaal waartegen de meetelektrode wordt vergeleken. Het bestaat uit een neutrale oplossing die ionen kan uitwisselen met de onbekende oplossing via een poreuze scheider, waardoor een verbinding met lage weerstand wordt gevormd om het hele circuit te voltooien. Het potentiaalverschil tussen de twee elektroden geeft een directe meting van de waterstofionenconcentratie of pH van het systeem en wordt eerst voorversterkt om het te versterken en vervolgens aan de voltmeter gegeven.

U = E_pH- IS_ref

“hoe maak je een bluetooth-apparaatcircuit? ”

IS_pH- Spanningspotentiaal van de meetelektrode

IS_ref- Spanningspotentiaal van een referentie-elektrode

De pH wordt berekend op basis van de Nernst-vergelijking die stelt dat verandering in het totale potentieel voor elke verandering in pH dat is

U = -kTpH

k- Boltzmann's constante, T-temperatuur.

“hoe condensator te testen met multimeter ”

Voorzorgsmaatregelen bij het meten van de pH:

De elektrodepotentiaal van de meetelektrode varieert met de temperatuur, wat de pH-meting kan beïnvloeden. Om deze reden moet een temperatuurcompensatietechniek worden voorzien. Dit wordt bereikt door handmatig een afzonderlijke temperatuurmeting uit te voeren en de waarde in de pH-meter in te voeren of door een automatische temperatuurcompensatie te gebruiken, die bestaat uit een temperatuursensor gevoed aan de pH-meter.
Aangezien glas in feite een slechte geleider van elektriciteit is, levert de meetelektrode in feite een hoge weerstand in vergelijking met die van de referentie-elektrode, waardoor een grote spanningsval ontstaat die de uitgangsmeting beïnvloedt. Een oplossing voor dit probleem is door een versterkte meter met hoge weerstand te gebruiken of door een nulbalansspanningsmeetopstelling te gebruiken.
Fluorwaterstofzuur mag in geen enkele oplossing worden gebruikt omdat het glas oplost

Moderne pH-sensoren die op de markt verkrijgbaar zijn:

PHE-45P : Hij kan de pH in het volledige bereik meten met een gevoeligheid van 0,02 pH en werkt in het temperatuurbereik van -5 tot + 95⁰C. Het bestaat uit een temperatuurcompensator Pt1000 RTD.

PHE-45P

WQ201 pH-sensor : Het is gemeten door Global Water Instrumentation Inc en is gemonteerd op 7,5 meter lange kabels van maritieme kwaliteit met een lengte tot 150 meter, met een output van 4-20 mA.

WQ201 pH-sensor

Toepassingen met pH-sensor

pH-regeling

pH-meting speelt een belangrijke rol in veel industriële toepassingen, zoals het regelen van chemicaliën in industriële wassers, het meten van zwaveldioxide in suikerraffinaderijen en het optimaliseren van coagulatie bij waterzuivering. Het biedt een controlepunt voor het neutraliseren van zuren en basen.

Het pH-regelsysteem wordt gebruikt om de pH van de oplossing te meten en regelt ook de toevoeging van een neutralisatiemiddel om de oplossing op een neutraal gedefinieerde pH te houden. Het bestaat uit een pH-analysator en twee of meer pH-sensoren.

pH-regeling

Nu we een basiskennis hebben van de pH-sensor en de toepassing ervan in pH-regeling, kunnen we ons wat andere toepassingen van deze sensor laten weten. Als u verder nog vragen heeft over dit onderwerp of over de elektrische en elektronische projecten laat de reacties hieronder achter.

Foto's tegoed -