אלקטרודה למדידת מד PH ושיטת הבחירה שלה
האלקטרודה למדידת האנטימון היא מתכת למחצה עם משטח פעיל אנטימון טהור. מגע האנטימון של האלקטרודה עובר תגובה כימית לייצור שכבת תחמוצת מימן. הסיבה מדוע אלקטרודות אנטימון יכולות להגיב ל-pH כמו אלקטרודות אחרות היא משום ששכבת תחמוצת זו יכולה לחוש pH. עם זאת, אלקטרודות אנטימון אינן טובות למדידה כמו אלקטרודות טרנזיסטור אפקט שדה רגישות לזכוכית או ליונים (ISFET), שכן התגובה שלהן ל-pH ולטמפרטורה אינה ליניארית. הטמפרטורה הסטנדרטית שלו מוגבלת ל-0-80~C, וטווח ה-pH הסטנדרטי הוא 2-11. תגובות חמצון או דפורמציה יכולות להפריע למדידת אלקטרודות אנטימון. לדוגמה, חמצון או עיוות הנגרם על ידי נוכחות של כלור או סולפיט. מכיוון שמגעי אנטימון עשויים להגיב לחמצון או עיוות אפשרי. אלקטרודות אנטימון משמשות כיום לעתים רחוקות למדידת pH, רק בתהליכים המכילים תמיסות חומצה הידרופלואורית. מכיוון שתמיסת חומצה הידרופלואורית עם ערך pH קטן מ-4 או שווה ל-4 עלולה לפגוע במהירות באלקטרודות טרנזיסטור השדה הרגישות ליונים (ISFET). עם זאת, השימוש באלקטרודות אנטימון בתמיסות חומצה הידרופלואורית מוגבל גם הוא, מכיוון שקשה להשיג תוצאות מדידה כאשר ערך ה-pH קטן מ-2 או שווה ל-2.
אלקטרודת מדידת הזכוכית כוללת זכוכית מנגנון מיוחד שיכולה לפלוט אות mV המשתנה עם ה-pH. אלקטרודות זכוכית מפגינות בדרך כלל תגובה מאוד ליניארית של mV לערכי pH הנעים בין 1 ל-12. יצרני אלקטרודות זכוכית מספקים בדרך כלל אלקטרודות בעובי שונה כדי להתאים לתנאי טמפרטורה שונים. לדוגמה, אלקטרודות זכוכית עם טמפרטורות הנעות בין 0 ל-80~C או 20 עד 110~(2) מתאימות. למרות זאת, אלקטרודות זכוכית עבה עדיין שבירות ומועדות להישבר או להישבר. שימוש באלקטרודות זכוכית בתמיסות עם pH גדול או שווה ל-11 עלול לגרום לשגיאות נתרן, בהשוואה לתמיסות עם ריכוזי מימן נמוכים יותר, אלקטרודות זכוכית בדרך כלל מגיבות יותר לתמיסות עם ריכוזי נתרן גבוהים יותר. גם תמיסות אחרות, כמו אשלגן, מועדות לתגובה זו. קריאות מדידת pH הנמוכות מהערך האמיתי מתרחשות בדרך כלל ב-pH 0.1 עד 0. 3. תמיסות pH גבוהות יכולות גם לשתות את האלקטרודה. תמיסות טמפרטורה גבוהה ו-pH גבוהות יכולות להשפיע על התגובה של אלקטרודות זכוכית ל-pH ולקצר את תוחלת החיים שלהן. אלקטרודות זכוכית עבות יותר משמשות לתמיסות pH גבוהות. לעומת זאת, בתמיסות pH נמוך, כגון pH קטן מ-1 או שווה ל-1, אלקטרודת הזכוכית תייצר שגיאת חומצה. מכיוון שהיחס בין חומצה למים הוא גבוה בתמיסה, גם סרט הזכוכית וגם תגובת האלקטרודה יושפעו. בנוסף, תמיסות עם ריכוזי חומצה גבוהים עלולות להשפיע על הדיוק, וחשוב גם לציין שחומצה הידרופלואורית עלולה להרוס ולגרום נזק לאלקטרודת הזכוכית. כלל נפוץ הוא שחומצה הידרופלואורית או תמיסות עם pH קטן מ-4 או שווה ל-4 יקצרו את תוחלת החיים של אלקטרודות זכוכית. הסבר מדויק יותר הוא שאלקטרודות זכוכית אינן יציבות ועלולות להחליד כאשר נמדדות בחומצה הידרופלואורית של 10 מול/ליטר. בהשוואה לאלקטרודות זכוכית, לאלקטרודות למדידת אנטימון יש עמידות הרבה יותר חזקה בפני קורוזיה של חומצה הידרופלואורית.
3 אלקטרודת המדידה של אפקט שדה רגיש ליונים (ISFET) שימשה כחיישן מאז שנות ה-70, אך היא שימשה רק לאחרונה במדידה תעשייתית. הסיבה העיקרית היא שהעיצוב של אלקטרודת ה-ISFET מייצר לעתים קרובות שגיאות מדידה ויש לכייל אותה לעתים קרובות מדי יום. טרנזיסטור אפקט שדה רגיש ליונים (ביצועי ISFET. בהשוואה לאלקטרודות זכוכית, אין לו שגיאת נתרן ושגיאת החומצה קטנה בהרבה בתמיסות pH נמוך מאלקטרודות זכוכית. תגובת החמצון/דפורמציה לא תקטע את תגובת ה-pH של שדה רגיש ליונים. למעשה, עד כה לא נמצא כי אלקטרודות רגישות לשדה יונים עשויות לספק את התגובה הלינארית של ה-pH 0-14 בטווח ה-pH של l2, ואלקטרודות האנטימון יכולות להגיב רק בטווח ה-pH של 1l. יתרה מכך, היא מטבעה חזקה מאוד, בעוד אלקטרודות זכוכית הן שבריריות בסביבות מדידה רבות, אלקטרודת ה-pH של טרנזיסטורי שדה רגישים ליונים פחות רגישים לקורוזיה כימית, זיהום בדיקה, ונזק כללי מאשר אנטימון או אלקטרודות זכוכית עם זאת, העיצוב הנוכחי עדיין רגיש לפתרונות קורוזיביים בטמפרטורה גבוהה מאשר אלקטרודות זכוכית, למרות שהוא יכול לשמור על דיוק המדידה טוב יותר מזכוכית. או אלקטרודות אנטימון. חומצה הידרופלואורית יכולה גם להזיק לה במהירות. בנוסף, קורוזיה כימית מסוימת גורמת למעשה לקורוזיה חמורה יותר של אלקטרודות טרנזיסטור שדה רגישות ליונים מאשר אלקטרודות זכוכית או אנטימון
