Основният принцип на измерване на pH
Познатият и древен метод за измерване на нулев ток, използван за определяне на процесите на химична реакция, вероятно е измерване на pH. Най-общо казано, измерването на pH се използва за определяне на киселинността или алкалността на разтвора. Дори химически чистата вода има следи от дисоциация и нейното йонизационно уравнение е: H2O H2O=H3O-OH - (1) Поради факта, че само много малко количество вода се дисоциира, моларната концентрация на йони обикновено е отрицателен степенен показател. За да се избегне използването на отрицателния степенен показател на моларната концентрация за изчисления, биологът Соренсен предложи през 1909 г. тази неудобна стойност да се замени с логаритъм и да се дефинира като "рН стойност". Математически стойността на pH се определя като отрицателен логаритъм от често използваната концентрация на водородни йони. Тоест pH=един дневник [H]
(2) Поради силната зависимост на йонния продукт от температурата, за стойността на рН за контрол на процеса е необходимо едновременно да се знаят температурните характеристики на разтвора. Само когато измерената среда е при една и съща температура, може да се сравни нейната pH стойност. За да се получи възпроизводима стойност на pH, се използва потенциометричен анализ за измерване на pH. Електродът, използван в метода за анализ на потенциала, се нарича първична батерия. Напрежението на тази батерия се нарича електродвижеща сила (ЕМС). Тази електродвижеща сила (EMF) се състои от две и половина батерии. Една от полуклетките се нарича измервателен електрод и нейният потенциал е свързан със специфична йонна активност; Другата половин клетка е референтна половин клетка, обикновено наричана референтен електрод, който обикновено е свързан към измервателния разтвор и към промишлен рН метър. Стандартният водороден електрод е референтната точка за всички потенциални измервания. Стандартният водороден електрод е платинена жица, която е галванично покрита (покрита) с платинов хлорид и заобиколена от водороден газ. Най-познатият и често използван pH индикаторен електрод е стъклен електрод. Това е стъклена тръба с pH чувствителен стъклен филм, издухан в края. Епруветката се пълни с KCI буферен разтвор, съдържащ наситен AgCI, със стойност на pH 7. Потенциалната разлика, която съществува от двете страни на стъкления филм и отразява стойността на pH, следва формулата на Nernst: E=Eo. 1n [H3oq (3) n.] Във формулата E е потенциалът; E е стандартното напрежение на електрода; R е газовата константа; T е температурата на Келвин; F е константата на Фарадей; N е валентността на измерения йон; [HO] е активността на HO йона. Както може да се види от горното уравнение, съществува определена връзка между потенциала E и активността и температурата на HO йони. При определена температура измерването на потенциала E може да изчисли ln [HO] (преобразувано в log [HO] за получаване на pH), което е основният принцип за откриване на pH. Във формулата на Нернст температурата играе важна роля като променлива. С повишаването на температурата потенциалната стойност също ще се увеличи. За всяко повишаване на температурата с 1 градус това ще доведе до потенциална промяна от 0.2 mV/pH. Представена чрез стойност на pH, стойността на pH варира с 0.0033 на LPH на I~C. Това означава, че за измервания около 20-30 градуса и 7pH, няма нужда да се компенсират температурните промени; За приложения с температури по-високи от 30 градуса или по-ниски от 20 градуса и pH стойности по-големи от 8 или по-малки от 6, температурните промени трябва да бъдат компенсирани.
