Xác định độ pH

pH là đại diện bằng số của đương lượng gam trên lít nồng độ ion hydro trong bất kỳ dung dịch nào. Nó thay đổi trong khoảng từ 0 đến 14. Nó là số đo logarit của số mol ion hydro trong một lít dung dịch. Các dung dịch có giá trị pH từ 0 đến 7 là các dung dịch axit có nồng độ lớn các ion hydro trong khi các dung dịch có giá trị pH từ 8 đến 14 là các dung dịch cơ bản có nồng độ hydro nhỏ. Các dung dịch có giá trị pH bằng 7 là các dung dịch trung tính. Đo độ pH cho phép đo độ kiềm hoặc độ axit của dung dịch.

Tại sao đo pH là cần thiết?

Để theo dõi nồng độ pH của máu, phải từ 7,35 đến 7,45
Theo dõi mức độ pH của đất để cây trồng phát triển tối ưu theo yêu cầu.
Để theo dõi độ pH của mưa để chúng ta có thể phát hiện các chất ô nhiễm trong không khí, nếu nước mưa trở nên axit hơn.
Để theo dõi độ pH của nhiều sản phẩm sử dụng hàng ngày khác như sữa, dầu gội đầu, v.v.

Ba cách để đo độ pH của dung dịch

Sử dụng dải chỉ thị mà khi được đặt trong dung dịch, nó sẽ thay đổi màu sắc của nó. Sau đó, dải này được lấy ra và màu của nó được kết hợp với một màu trên bảng màu để quyết định giá trị pH tương ứng.
Sử dụng chất lỏng chỉ thị pH trong đó dung dịch chưa biết được thêm vào chất lỏng và màu sắc đã thay đổi của chất lỏng được khớp với màu đã có sẵn trên bánh xe màu để quyết định giá trị pH.
Sử dụng cảm biến pH nơi có thể đưa đầu dò vào bên trong dung dịch một cách đơn giản và việc đọc pH có thể được thực hiện.

5 Ưu điểm của việc sử dụng máy đo pH so với các phương pháp khác

Họ đưa ra các phép đo chính xác hơn.
Chúng có thể dễ dàng sử dụng.
Việc đọc pH tương đối dễ dàng hơn.
Chúng cho phép đo chính xác hơn vì chúng có thể đo tới 1/100^{thứ tự}của đơn vị pH.
Chúng có thể tái sử dụng.

Nguyên tắc của Máy đo pH hoặc Cảm biến pH

Máy đo pH về cơ bản hoạt động trên thực tế là một giao diện của hai chất lỏng tạo ra một điện thế có thể đo được. Nói cách khác, khi một chất lỏng bên trong vỏ bọc làm bằng thủy tinh được đặt bên trong một dung dịch khác với chất lỏng đó, thì giữa hai chất lỏng đó sẽ tồn tại một thế điện hóa.

Các thành phần cảm biến pH

Về cơ bản nó là một điện cực bao gồm 4 thành phần:

Một điện cực đo : Nó là một ống bằng thủy tinh và bao gồm một bầu thủy tinh mỏng được hàn với nó, chứa đầy dung dịch Kali Clorua có pH đã biết là 7. Nó cũng chứa một khối bạc clorua gắn với một nguyên tố bạc. Nó tạo ra điện áp dùng để đo pH của dung dịch chưa biết.

Điện cực đo

“máy biến áp quay ngược hoạt động như thế nào ”

Điện cực tham chiếu : Là một ống thuỷ tinh gồm dung dịch kali clorua tiếp xúc mật thiết với một khối thuỷ ngân clorua ở cuối là kali clorua. Nó được sử dụng để cung cấp kết nối điện áp không ổn định để hoàn thành toàn bộ mạch.

Điện cực tham chiếu

Bộ tiền khuếch đại : Nó là một thiết bị điều hòa tín hiệu và chuyển đổi tín hiệu điện cực pH trở kháng cao thành tín hiệu trở kháng thấp. Nó củng cố và ổn định tín hiệu, giúp nó ít bị nhiễu điện hơn.

Bộ tiền khuếch đại

Máy phát hoặc Máy phân tích : Nó được sử dụng để hiển thị tín hiệu điện của cảm biến và bao gồm cảm biến nhiệt độ để bù cho sự thay đổi nhiệt độ.

Máy phát hoặc Máy phân tích

Hoạt động của cảm biến pH:

Hoạt động của cảm biến pH

Điện cực được đặt bên trong cốc chứa đầy dung dịch có độ pH cần đo. Bóng đèn thủy tinh được hàn ở cuối điện cực đo bao gồm các ion liti được pha tạp vào nó, làm cho nó hoạt động như một rào cản chọn lọc ion và cho phép các ion hydro từ dung dịch chưa biết di chuyển qua rào cản và tương tác với thủy tinh, tạo ra một thế điện hóa liên quan đến nồng độ ion hydro. Các điện cực đo lường do đó thay đổi theo nồng độ ion hydro. Mặt khác, thế điện cực so sánh không thay đổi theo nồng độ ion hydro và cung cấp một điện thế ổn định so với điện cực đo. Nó bao gồm một dung dịch trung tính được phép trao đổi ion với dung dịch chưa biết thông qua một bộ phân cách xốp, do đó tạo thành một kết nối có điện trở thấp để hoàn thành toàn bộ mạch. Hiệu điện thế giữa hai điện cực cho phép đo trực tiếp nồng độ ion hydro hoặc pH của hệ thống và trước tiên được khuếch đại trước để tăng cường nó và sau đó được đưa cho vôn kế.

U = E_{độ pH}- LÀ_ref

“bóng đèn led cree xml t6 ”

LÀ_{độ pH}- Hiệu điện thế của điện cực đo

LÀ_ref- Hiệu điện thế của điện cực so sánh

Độ pH được tính toán dựa trên phương trình Nernst cho biết rằng sự thay đổi trong tổng tiềm năng cho mọi thay đổi về độ pH là

U = -kTpH

k- hằng số Boltzmann, T- nhiệt độ.

Các lưu ý khi đo pH:

Thế điện cực của điện cực đo có xu hướng thay đổi theo nhiệt độ, có thể ảnh hưởng đến phép đo pH. Vì lý do này, một kỹ thuật bù nhiệt độ sẽ được cung cấp. Nó có thể đạt được bằng cách thủ công bằng cách thực hiện một phép đo nhiệt độ riêng biệt và nhập giá trị vào máy đo pH hoặc bằng cách sử dụng bù nhiệt độ tự động, bao gồm cảm biến nhiệt độ được đưa vào máy đo pH.
Vì thủy tinh thực sự là chất dẫn điện không tốt, điện cực đo thực sự cung cấp điện trở cao so với điện cực so sánh, gây ra sụt áp lớn ảnh hưởng đến phép đo đầu ra. Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng đồng hồ khuếch đại có điện trở cao hoặc sử dụng thiết lập đo điện áp cân bằng rỗng.
Axit flohydric không được sử dụng trong bất kỳ dung dịch nào vì nó làm tan thủy tinh

Cảm biến pH hiện đại có sẵn trên thị trường:

PHE-45P : Nó có thể đo pH trong phạm vi đầy đủ với độ nhạy 0,02pH và hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ -5 đến + 95⁰C. Nó bao gồm một bộ bù nhiệt độ Pt1000 RTD.

PHE-45P

Cảm biến pH WQ201 : Nó được đo bởi Global Water Instrumentation Inc và được gắn trên 25ft của cáp cấp biển có chiều dài lên đến 500 ft, với đầu ra 4-20mA.

Cảm biến pH WQ201

Ứng dụng Liên quan đến cảm biến pH

Kiểm soát độ pH

Đo pH đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp như kiểm soát hóa chất trong máy lọc công nghiệp, đo lưu huỳnh đioxit trong nhà máy lọc đường và tối ưu hóa quá trình đông tụ trong quá trình lọc nước. Nó cung cấp một điểm kiểm soát để trung hòa axit và bazơ.

Hệ thống kiểm soát pH được sử dụng để đo độ pH của dung dịch và cũng kiểm soát việc bổ sung chất trung hòa để duy trì dung dịch ở độ pH xác định trung tính. Nó bao gồm máy phân tích pH và hai hoặc nhiều cảm biến pH.

“máy đếm tần số là gì ”

Kiểm soát độ pH

Bây giờ chúng ta đã có kiến thức cơ bản về cảm biến pH và ứng dụng của nó trong kiểm soát pH, hãy cho chúng tôi biết về một số ứng dụng khác của cảm biến này. Nếu bạn có thêm câu hỏi về chủ đề này hoặc về điện và dự án điện tử để lại bình luận bên dưới.

Tín dụng Ảnh -