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pH Glass Electrode

1909
  • Fritz Haber
  • Zygmunt Klemensiewicz
  • Duncan A. MacInnes
  • Malcolm Dole
  • Arnold Orville Beckman
분석화학에서 수소 이온 농도를 측정하는 데 사용되는 pH 유리 전극.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

pH 측정기는 두 전극 사이의 전압을 측정하여 pH 값으로 변환합니다. 핵심 부품은 유리 전극으로, 이 전극은 온도에 민감한 얇은 유리구슬로 구성되어 있습니다. 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 네른스트 방정식: [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 수소 이온 activity between the internal solution (which has a fixed pH) and the external sample solution.

이 전위는 은/염화은(Ag/AgCl) 전극이나 칼로멜 전극과 같은 기준 전극을 사용하여 측정하며, 이 기준 전극은 일정한 전위를 유지합니다. 전체 장치(대개 단일 복합 프로브)는 pH가 알려진 완충 용액을 사용하여 교정됩니다. 유리 전극의 높은 내부 저항 때문에 미세한 전위차를 정확하게 측정하려면 높은 임피던스의 전압계(pH 측정기 자체)가 필요하며, 이를 위해서는 상당한 전류를 소모하지 않아야 시스템의 평형 상태가 유지됩니다.

UNESCO Nomenclature: 2201
분석화학

유형

물리적 장치

분열

혁명가

용법

널리 사용됨

전구체

  • 네른스트 equation (1889)
  • 볼타의 갈바니 전지 발견
  • 이온 교환 현상에 대한 이해
  • 안정적인 기준 전극(예: 칼로멜 전극)의 개발

응용 프로그램

  • 실험실 화학 분석
  • 산업 프로세스 제어
  • 환경 모니터링
  • 의료 진단
  • 식품 과학
  • 양식업

특허:

  • US2058761

잠재적 혁신 아이디어

  • micro-pH electrodes for intracellular measurements
  • solid-state, non-glass pH sensors using ion-sensitive field-effect transistors (ISFET)
  • disposable pH test strips with integrated electronics
  • fiber-optic pH sensors (optodes) for remote sensing
  • implantable pH sensors for continuous physiological monitoring
  • high-temperature/high-pressure pH probes for geothermal and deep-sea exploration
  • flow-through pH sensors for continuous industrial process monitoring
  • multi-parameter water quality sondes combining pH, conductivity, and dissolved oxygen sensors
  • wireless, IoT-enabled pH sensors for smart farming networks
  • pH-sensing smart packaging that indicates food spoilage
관련 용어: pH 측정기, 유리 전극, 기준 전극, 네른스트 방정식, 전위차 측정법, 전기화학, 분석 기기, 교정, 완충 용액, 전압.

역사적 맥락

PH Glass Electrode

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

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

10년차 기념일

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