Основни принцип мерења пХ
Позната и древна метода мерења нулте струје која се користи за одређивање процеса хемијских реакција је вероватно мерење пХ вредности. Уопштено говорећи, пХ мерење се користи за одређивање киселости или алкалности раствора. Чак и хемијски чиста вода има трагове дисоцијације, а њена јонизациона једначина је: Х2О Х2О=Х3О-ОХ - (1) Због чињенице да је само веома мала количина воде дисоцирана, моларна концентрација јона је генерално негативан експонент снаге. Да би се избегао коришћење негативног експонента снаге моларне концентрације за прорачуне, биолог Соренсен је 1909. предложио да се ова незгодна вредност замени логаритмом и дефинише као „пХ вредност“. Математички, пХ вредност је дефинисана као негативни логаритам уобичајене концентрације водоничних јона. То јест, пХ=један лог [Х]
(2) Због јаке зависности јонског производа од температуре, за пХ вредност контроле процеса потребно је истовремено познавати температурне карактеристике раствора. Само када је измерени медијум на истој температури може се упоредити његова пХ вредност. Да би се добила поновљива пХ вредност, за мерење пХ користи се потенциометријска анализа. Електрода која се користи у методи анализе потенцијала назива се примарна батерија. Напон ове батерије назива се електромоторна сила (ЕМФ). Ова електромоторна сила (ЕМФ) се састоји од две и по батерије. Једна од полућелија се зове мерна електрода, а њен потенцијал је повезан са специфичном активношћу јона; Друга половина ћелија је референтна полућелија, која се обично назива референтна електрода, која је обично повезана са мерним раствором и повезана са индустријским пХ метром. Стандардна водонична електрода је референтна тачка за сва мерења потенцијала. Стандардна водонична електрода је платинска жица која је галванизована (превучена) платинхлоридом и окружена гасовитим водоником. Најпознатија и најчешће коришћена пХ индикаторска електрода је стаклена електрода. То је стаклена цев са стакленим филмом осетљивим на пХ који је дуван на крају. Епрувета је напуњена раствором пуфера КЦИ који садржи засићени АгЦИ, са пХ вредношћу 7. Разлика потенцијала која постоји на обе стране стакленог филма и одражава пХ вредност прати Нернстову формулу: Е=Ео. 1н [Х3ок (3) н.] У формули, Е је потенцијал; Е је стандардни напон електроде; Р је гасна константа; Т је Келвинова температура; Ф је Фарадејева константа; Н је валенција измереног јона; [ХО] је активност јона ХО. Као што се може видети из горње једначине, постоји одређена веза између потенцијала Е и активности и температуре јона ХО. На одређеној температури, мерењем потенцијала Е може се израчунати лн [ХО] (претворен у лог [ХО] да би се добио пХ), што је основни принцип детекције пХ. У Нернстовој формули, температура игра значајну улогу као променљива. Како температура расте, потенцијална вредност ће се такође повећати. За сваки пораст температуре за 1 степен, то ће изазвати потенцијалну промену од 0.2 мВ/пХ. Представљена пХ вредношћу, пХ вредност варира за 0.0033 по ЛПХ по И~Ц. То значи да за мерења око 20-30 степена и 7пХ нема потребе да се компензују промене температуре; За апликације са температурама већим од 30 степени или мањим од 20 степени и пХ вредностима већим од 8 или мањим од 6, промене температуре морају бити надокнађене.
