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Elettrodo di vetro per pH

1909
  • Fritz Haber
  • Zygmunt Klemensiewicz
  • Duncan A. MacInnes
  • Malcolm Dole
  • Arnold Orville Beckman
Elettrodo di vetro per pH utilizzato nella chimica analitica per misurare la concentrazione di ioni idrogeno.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Un pHmetro misura la tensione tra due elettrodi e la converte in un valore di pH. Il componente principale è l'elettrodo di vetro, che ha un sottile bulbo di vetro sensibile a ione idrogeno attività. La differenza di potenziale, E, tra l'elettrodo di vetro e un elettrodo di riferimento stabile è linearmente proporzionale al pH secondo una forma di Nernst equazione: [latex]E = K + frac{2.303RT}{F}pH[/latex].

L'elettrodo di vetro funziona come un elettrodo ionoselettivo. La sua punta è una sottile membrana di un vetro speciale (tipicamente un vetro silicato drogato con ioni di metalli alcalini) che è stato idratato. Questa idratazione crea uno strato di gel sia sulla superficie interna che su quella esterna. Si stabilisce un equilibrio di scambio ionico tra gli ioni di metalli alcalini nel vetro e gli ioni idrogeno nella soluzione. Questo processo crea un potenziale di confine attraverso la membrana che dipende dalla differenza di attività degli ioni idrogeno tra la soluzione interna (che ha un pH fisso) e la soluzione campione esterna.

Questo potenziale viene misurato rispetto a un elettrodo di riferimento, come un elettrodo di argento/cloruro d'argento (Ag/AgCl) o di calomelano, che mantiene un potenziale costante. Il dispositivo completo, spesso una singola sonda combinata, viene calibrato utilizzando soluzioni tampone a pH noto. L'elevata resistenza interna dell'elettrodo di vetro richiede un voltmetro ad alta impedenza (il misuratore di pH stesso) per misurare accuratamente la piccola differenza di potenziale senza assorbire una corrente significativa, che altererebbe l'equilibrio del sistema.

UNESCO Nomenclature: 2201
– Chimica analitica

Tipo

Dispositivo fisico

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Equazione di Nernst (1889)
  • scoperta delle celle galvaniche da parte di Volta
  • comprensione dei fenomeni di scambio ionico
  • sviluppo di elettrodi di riferimento stabili (ad esempio, elettrodo a calomelano)

Applicazioni

  • analisi chimiche di laboratorio
  • controllo dei processi industriali
  • monitoraggio ambientale
  • diagnostica medica
  • scienza alimentare
  • acquacoltura

Brevetti:

  • US2058761

Idee e potenziali innovazioni

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Correlato a: misuratore di pH, elettrodo di vetro, elettrodo di riferimento, equazione di Nernst, potenziometria, elettrochimica, strumento analitico, calibrazione, soluzione tampone, tensione.

Contesto storico

Elettrodo di vetro PH

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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