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Eletrodo de vidro para pH

1909
  • Fritz Haber
  • Zygmunt Klemensiewicz
  • Duncan A. MacInnes
  • Malcolm Dole
  • Arnold Orville Beckman
Eletrodo de vidro para pH usado em química analítica para medir a concentração de íons de hidrogênio.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Um medidor de pH mede a voltagem entre dois eletrodos e a converte em um valor de pH. O componente principal é o eletrodo de vidro, que possui um bulbo de vidro fino sensível à voltagem. 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 Equação: [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 íon de hidrogênio activity between the internal solution (which has a fixed pH) and the external sample solution.

Esse potencial é medido em relação a um eletrodo de referência, como um eletrodo de prata/cloreto de prata (Ag/AgCl) ou de calomelano saturado, que mantém um potencial constante. O dispositivo completo, geralmente uma única sonda combinada, é calibrado usando soluções tampão de pH conhecido. A alta resistência interna do eletrodo de vidro exige um voltímetro de alta impedância (o próprio medidor de pH) para medir com precisão a pequena diferença de potencial sem consumir uma corrente significativa, o que alteraria o equilíbrio do sistema.

UNESCO Nomenclature: 2201
Química analítica

Tipo

Dispositivo físico

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Nernst equation (1889)
  • descoberta das células galvânicas por Volta
  • compreensão dos fenômenos de troca iônica
  • Desenvolvimento de eletrodos de referência estáveis ​​(ex.: eletrodo de calomelano)

Aplicações

Patentes:

  • US2058761

Ideias de Inovação Potencial

  • 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
Relacionado a: medidor de pH, eletrodo de vidro, eletrodo de referência, equação de Nernst, potenciometria, eletroquímica, instrumento analítico, calibração, solução tampão, voltagem.

Contexto histórico

Eletrodo de vidro pH

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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