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Electrodo de vidrio de pH

1909
  • Fritz Haber
  • Zygmunt Klemensiewicz
  • Duncan A. MacInnes
  • Malcolm Dole
  • Arnold Orville Beckman
Electrodo de vidrio de pH utilizado en química analítica para medir la concentración de iones de hidrógeno.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Un pH-metro mide la tensión entre dos electrodos y la convierte en un valor de pH. El componente central es el electrodo de vidrio, que tiene un bulbo de vidrio fino sensible a hydrogen ion activity. The potential difference, E, between the glass electrode and a stable reference electrode is linearly proportional to the pH according to a form of the Nernst ecuación: [latex]E = K + \frac{2.303RT}{F}pH[/latex].

The glass electrode functions as an ion-selective electrode. Its tip is a thin membrane of a special glass (typically a silicate glass doped with alkali metal ions) that has been hydrated. This hydration creates a gel layer on both the inner and outer surfaces. An ion-exchange equilibrium is established between the alkali metal ions in the glass and the hydrogen ions in the solution. This process creates a boundary potential across the membrane that is dependent on the difference in ion hidrógeno activity between the internal solution (which has a fixed pH) and the external sample solution.

Este potencial se mide con respecto a un electrodo de referencia, como un electrodo de plata/cloruro de plata (Ag/AgCl) o de calomelano, que mantiene un potencial constante. El dispositivo completo, a menudo una única sonda combinada, se calibra utilizando soluciones tampón de pH conocido. La elevada resistencia interna del electrodo de vidrio requiere un voltímetro de alta impedancia (el propio pH-metro) para medir con precisión la pequeña diferencia de potencial sin que se genere una corriente significativa, lo que alteraría el equilibrio del sistema.

UNESCO Nomenclature: 2201
– Química analítica

Tipo

Dispositivo físico

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Nernst equation (1889)
  • descubrimiento de las celdas galvánicas por Volta
  • comprensión de los fenómenos de intercambio iónico
  • Desarrollo de electrodos de referencia estables (por ejemplo, electrodo de calomelanos)

Aplicaciones

  • análisis químico de laboratorio
  • industrial control de procesos
  • monitoreo ambiental
  • diagnósticos médicos
  • ciencia de los alimentos
  • acuicultura

Patentes:

  • US2058761

Ideas para posibles innovaciones

  • Electrodos de micro-pH para mediciones intracelulares
  • Sensores de pH de estado sólido, sin vidrio, que utilizan transistores de efecto de campo sensibles a iones (ISFET)
  • Tiras reactivas de pH desechables con electrónica integrada
  • sensores de pH de fibra óptica (optodos) para teledetección
  • Sensores de pH implantables para la monitorización fisiológica continua
  • Sondas de pH de alta temperatura y alta presión para exploración geotérmica y de aguas profundas
  • Sensores de pH de flujo continuo para la monitorización continua de procesos industriales
  • Sondas de calidad del agua multiparamétricas que combinan sensores de pH, conductividad y oxígeno disuelto
  • Sensores de pH inalámbricos habilitados para IoT para redes agrícolas inteligentes
  • Envases inteligentes con sensor de pH que indican el deterioro de los alimentos
Relacionado con: medidor de pH, electrodo de vidrio, electrodo de referencia, ecuación de Nernst, potenciometría, electroquímica, instrumento analítico, calibración, solución tampón, tensión.

Contexto histórico

Electrodo de vidrio de pH

1902
1904
1907
1909
1910
1912
1915
1902
1902
1907
1909
1910
1911-04-08
1913
1915

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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