Prinsip dasar pengukuran pH
Metode pengukuran arus nol yang familiar dan kuno yang digunakan untuk menentukan proses reaksi kimia mungkin adalah pengukuran pH. Secara umum, pengukuran pH digunakan untuk menentukan keasaman atau alkalinitas suatu larutan. Bahkan air yang murni secara kimia pun memiliki sedikit disosiasi, dan persamaan ionisasinya adalah: H2O H2O=H3O-OH - (1) Karena hanya sejumlah kecil air yang terdisosiasi, konsentrasi molar ion umumnya merupakan eksponen pangkat negatif. Untuk menghindari penggunaan eksponen pangkat negatif konsentrasi molar untuk perhitungan, ahli biologi Sorensen menyarankan pada tahun 1909 untuk mengganti nilai yang tidak nyaman ini dengan logaritma dan mendefinisikannya sebagai "nilai pH". Secara matematis, nilai pH didefinisikan sebagai logaritma negatif dari konsentrasi ion hidrogen yang umum digunakan. Artinya, pH=satu log [H]
(2) Karena ketergantungan yang kuat dari produk ion pada suhu, untuk nilai pH pengendalian proses, perlu diketahui karakteristik suhu larutan secara bersamaan. Hanya ketika media yang diukur berada pada suhu yang sama nilai pH-nya dapat dibandingkan. Untuk mendapatkan nilai pH yang dapat direproduksi, analisis potensiometri digunakan untuk pengukuran pH. Elektroda yang digunakan dalam metode analisis potensial disebut baterai primer. Tegangan baterai ini disebut gaya gerak listrik (EMF). Gaya gerak listrik (EMF) ini terdiri dari dua setengah baterai. Salah satu dari setengah sel disebut elektroda pengukur, dan potensinya berhubungan dengan aktivitas ion tertentu; Setengah sel lainnya adalah setengah sel referensi, biasa disebut elektroda referensi, yang biasanya dihubungkan ke larutan pengukur dan dihubungkan ke pengukur pH industri. Elektroda hidrogen standar adalah titik referensi untuk semua pengukuran potensial. Elektroda hidrogen standar adalah kawat platina yang dilapisi (dilapisi) dengan platina klorida dan dikelilingi oleh gas hidrogen. Elektroda indikator pH yang paling familiar dan umum digunakan adalah elektroda kaca. Ini adalah tabung kaca dengan film kaca sensitif pH yang ditiup di ujungnya. Tabung diisi dengan larutan buffer KCI yang mengandung AgCI jenuh, dengan nilai pH 7. Beda potensial yang ada pada kedua sisi kaca film dan mencerminkan nilai pH mengikuti rumus Nernst: E=Eo. 1n [H3oq (3) n.] Dalam rumusnya, E adalah potensial; E adalah tegangan standar elektroda; R adalah konstanta gas; T adalah suhu Kelvin; F adalah konstanta Faraday; N adalah valensi ion yang diukur; [H2O] adalah aktivitas ion H2O. Terlihat dari persamaan di atas, terdapat hubungan tertentu antara potensial E dengan aktivitas dan suhu ion H2O. Pada suhu tertentu, pengukuran potensial E dapat menghitung ln [H2O] (diubah menjadi log [H2O] untuk memperoleh pH), yang merupakan prinsip dasar deteksi pH. Dalam rumus Nernst, suhu berperan penting sebagai variabel. Dengan meningkatnya suhu maka nilai potensialnya juga akan meningkat. Setiap kenaikan suhu sebesar 1 derajat akan menimbulkan perubahan potensial sebesar 0,2 mV/pH. Diwakili oleh nilai pH, nilai pH bervariasi sebesar 0.0033 per LPH per I~C. Artinya, untuk pengukuran sekitar 20-30 derajat dan 7pH, tidak perlu mengkompensasi perubahan suhu; Untuk aplikasi dengan suhu lebih besar dari 30 derajat atau kurang dari 20 derajat dan nilai pH lebih besar dari 8 atau kurang dari 6, perubahan suhu harus dikompensasi.
