מבוא לאלקטרודות נפוצות בשימוש במדדי חומצה (מדדי ph)
מבוא לאלקטרודות המשמשות במדדי חומצה (מדדי ph)
מד החומציות הוא בעיקר דרך האלקטרודה והתמיסה ליצירת מיקרו-מתח, ולכן איזו אלקטרודה משתמשים חשובה מאוד לגודל ערך החומציות. האלקטרודות שבהן אנו משתמשים בדרך כלל למדידת חומציות הן כדלקמן.
(1) אלקטרודת מימן: העיקרון של אלקטרודת מימן דומה למדי לזה של אלקטרודת מתכת. עם זאת, מימן הוא גז ואינו יכול לשמש ישירות כאלקטרודה. במקום זאת, יש צורך באלקטרודת פלטינה מצופה בשחור פלטינה כדי לספוח את המימן כדי לפעול כאלקטרודת מתכת. היתרון העיקרי שלו הוא שהוא מדויק ובאמצעותו ניתן למדוד טווח pH רחב. עם זאת, אלקטרודה זו בתהליך החיזור, יצירת חמצון אחר או הפחתת חומרים, תגרום לשגיאות מדידה, הפעולה אינה נוחה, ולכן אלקטרודה זו משמשת בדרך כלל רק כאלקטרודה סטנדרטית, המדידה בפועל משמשת לעתים רחוקות.
(2) אלקטרודת כינון הידרוקינון: זוהי פלטינה או זהב מתכת אינרטית הטבולה בתמיסה רווית כינון הידרוקינון, ומורכבת משיווי משקל פוטנציאלי שנוצר באמצעות כינון הידרוקינון על אלקטרודה אינרטית. היתרונות של אלקטרודת הכינון-הידרוקינון הם ייצוב פוטנציאל מהיר והתנגדות פנימית נמוכה. עם זאת, אם ה-pH עולה על 8, ההידרוקינון, שהיא חומצה חלשה, מתחיל להתנתק או להתחמצן לכינון, ובכך לשבור את שיווי המשקל הפוטנציאלי. בנוסף, חומרים אחרים שיכולים להיקשר לכינון ישפיעו על מדידת ה-pH, כמו חלבונים, בוראטים ותרחיפים קולואידים.
(3) אלקטרודת אנטימון: זוהי אחת מאלקטרודות תחמוצת המתכת. האלקטרודה של אלקטרודת אנטימון מתרחשת בין מתכת אנטימון לתחמוצת (המיוצר על ידי פני השטח של אנטימון במגע עם אוויר), ומכיוון שהפעילות של תחמוצת זו קשורה לפעילות של OHˉ בתמיסה, הפוטנציאל של אלקטרודת אנטימון קשור ישירות לערך ה-pH של התמיסה. היתרונות של אלקטרודת האנטימון הם פשטות הפעולה שלה והקשיחות שלה. עם זאת, הפוטנציאל ה"סטנדרטי" של אלקטרודה זו אינו יציב, וישנן אלקטרודות תחמוצת מתכת נוספות שניתן להשתמש בהן גם למדידת pH. ישנן אלקטרודות תחמוצת מתכת נוספות שניתן להשתמש בהן למדידת pH, כמו אלקטרודת ההפרשה (Bi), הדומה בעקרון ובמבנה לאלקטרודת האנטימון.
(4) אלקטרודת כספית ביום ראשון: בדרך כלל משתמשים באלקטרודת הקלומלית הרוויה, המורכבת מכספית מתכתית, Hg2CI2 ותמיסת KC1 רוויה. הוא אינו מייצר קיטוב והוא יציב. תגובת האלקטרודה שלו היא: Hg2CI2+2e= 2 Hg+ 2 C1ˉ.
(5) אלקטרודת זכוכית: אלקטרודת pH מזכוכית היא אחת השיטות החשובות ביותר למדידת pH כיום. כאשר הוא טובל בתמיסה הנמדדת, יינון המימן של התמיסה הנמדדת מתחלפת עם השכבה המולחנת על פני נורת האלקטרודה, והשכבה הפנימית של הנורה גם יוצרת פוטנציאל אלקטרודה. מכיוון שינון המימן בשכבה הפנימית נשאר קבוע בעוד שינון המימן בשכבה החיצונית משתנה, משתנה גם הפרש הפוטנציאלים בין השכבה הפנימית והחיצונית, וגודלו נקבע לפי ריכוז יינון המימן בתמיסה שמחוץ לממברנה. שיטה זו פשוטה, מדויקת ופחות מופרעת.
(6) אלקטרודה מרוכבת: כיום רובם משתמשים במעין אלקטרודה הנקראת אלקטרודה מרוכבת, כלומר אלקטרודת זכוכית ואלקטרודת ייחוס משולבים לאלקטרודת בדיקה אחת, כאשר השילוב של אלקטרודת זכוכית ואלקטרודת ייחוס, מה שהופך את המדידה לנוחה יותר, מדויק ואמין.
מד חומציות (מד ph) תחזוקה של המכשיר בנוסף לשימוש נכון במכשיר צריך יותר להבין את התחזוקה של המכשיר ואת המדידה של אמצעי הזהירות.
