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pHガラス電極

1909
  • Fritz Haber
  • Zygmunt Klemensiewicz
  • Duncan A. MacInnes
  • Malcolm Dole
  • Arnold Orville Beckman
pH glass electrode used in analytical chemistry for measuring hydrogen ion concentration.

(画像はイメージです)

pHメーターは2つの電極間の電圧を測定し、それをpH値に変換します。コアコンポーネントはガラス電極で、これは薄いガラス球が 水素イオン 活性。ガラス電極と安定参照電極間の電位差Eは、次の式に従ってpHに線形的に比例する。 ネルンスト 式:[latex]E = K + frac{2.30​​3RT}{F}pH[/latex]。

ガラス電極はイオン選択性電極として機能します。その先端は、特殊なガラス(通常はアルカリ金属イオンを添加したケイ酸塩ガラス)を水和させた薄膜です。この水和によって、内側と外側の両面にゲル層が形成されます。ガラス中のアルカリ金属イオンと溶液中の水素イオンとの間でイオン交換平衡が確立されます。このプロセスにより、膜を挟んで境界電位が生じます。この境界電位は、内部溶液(pHが一定)と外部試料溶液との間の水素イオン活性の差に依存します。

この電位は、銀/塩化銀(Ag/AgCl)電極やカロメル電極など、一定の電位を維持する参照電極を基準として測定されます。多くの場合、単一の複合プローブで構成される装置全体は、既知のpHの緩衝溶液を用いて校正されます。ガラス電極は内部抵抗が高いため、システムの平衡状態を変化させるような大きな電流を流さずに、小さな電位差を正確に測定するには、高インピーダンスの電圧計(pH計自体)が必要です。

UNESCO Nomenclature: 2201
分析化学

タイプ

物理デバイス

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ネルンストの式(1889年)
  • ボルタによるガルバニ電池の発見
  • イオン交換現象の理解
  • 安定した参照電極(例:カロメル電極)の開発

アプリケーション

  • 実験室での化学分析
  • 産業プロセス制御
  • 環境モニタリング
  • 医療診断
  • 食品科学
  • 養殖

特許:

  • US2058761

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:pHメーター、ガラス電極、参照電極、ネルンストの式、電位差測定法、電気化学、分析機器、校正、緩衝溶液、電圧。

歴史的背景

PH Glass Electrode

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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