ポテンショメータ（PHMETER）：それが何のために、どのように機能するか - 化学

ポテンショメータは、両方とも、それをpHとしてこれを発現し、その酸性度又は塩基性度を決定することが所望された溶液に浸漬されたとき、作用及び基準電極の間の電位差を測定するために使用される装置です。

このように、電位差測定とは、電位差計と前述の2つの電極を使用して、溶液中の物質中のH ⁺イオンの濃度を決定するために使用される分析方法を指します。

参照電極の場合、作用電極とは異なり、既知の一定で安定した電位を持っています。この最後の電極で発生する電位は、溶液中にあるH ⁺イオンの濃度に比例して変化します。

この電位は、測定が行われる温度にも大きく影響されます。

それは何のため？

医薬品の製造、食品加工、水の浄化など、pHレベルの変化に非常に敏感な多数の工業プロセスがあります。このため、正しい測定が非常に重要です。

前述のように、pHは、溶液中のH ⁺イオンの濃度を分析することにより、水相にある溶液の酸性度またはアルカリ度を測定するために使用されるパラメーターです。次に、pH値は次の式で計算されます。

pH = -log

したがって、電位差計は、溶液中の物質のpHを測定するために使用されます。

電位差計を分析する溶液に浸した2つの電極に接続すると、作用電極と参照電極の間の電位差が検出され、この信号が増幅され、上記の式を使用してpH値に変換されます。

電位差計の操作は、電気化学セルのメカニズムに基づいています。H ⁺イオンは、セルの化学反応に関与して、溶液中のこれらのイオンの濃度を決定し、このようにして同じpHを取得します。。

電位差測定で溶液のpHを測定する場合は、電位差計と電極を使用します。1つ目はpHを決定するデバイスで、2つ目は、参照電極と分析対象物に敏感な測定電極の組み合わせに基づいています。

この意味で、電極と溶液との間に電流が流れる回路が形成され、電極が上記の溶液に浸されると、それらは電池の機能を果たす。

このように、ポテンショメータは、pHが7のときにゼロ（ミリボルト単位）に等しい電圧を生成するように設計されています。つまり、中立です。

同様に、潜在的な値の増加が（正の数で）登録されている場合、それはpH値が低いことを意味し、減少が観察された場合、つまり負の数に向かって増加している場合、より高い値を指します。 pH。

測定（または作用）電極は、調査中の反応（酸化または還元）が発生するデバイスで構成されています。

多くのタイプがありますが、それは一般にガラスであり、それが存在する環境のH ⁺イオンに対して透過性を有する非常に薄いガラス膜で構成されています。

これをセル内の溶液とは異なるpHの溶液に入れると、膜の2つの面の間に電位差が発生し、この差を参照電極によって記録できます。

一方、参照電極は、電気化学セルのアノードとして通常使用される、安定した電位と既知の値を持つ特性を持つデバイスです。

このタイプの電極の例は、塩化銀でコーティングされ、希塩酸溶液に浸された銀線で構成される電極、または示されているようなカロメル飽和参照電極です。下の図で。

したがって、電位差計は、電極間に生成される電位差を決定しますが、作用電極の電位のみがイオン種の濃度に依存します。

電位差計のキャリブレーションは、既知の緩衝液（緩衝液または緩衝液とも呼ばれます）を介して実行する必要があります。これは、弱い物質とその共役種を含む、実質的に不変のpHを持つシステムで構成されます。

各緩衝液は、酸性（pH <7）、塩基性（pH> 7）、または中性（pH = 7）の特定のpHを備えており、標準化された状態で購入したり、認定された試薬と実験室で準備したりできます。確立され検証された手順の使用を通じて。

電位差計は広いと考えられる範囲内でpH値を測定するため、正しいキャリブレーションを進めるには、分析対象成分のpHが7より大きいか小さいかを知る必要があります。

したがって、pHが塩基性であると予想されるサンプルの場合、pHが7の緩衝液とより高いpHの緩衝液（通常、pH 10の1つが使用されます）で校正する必要があります。

一方、予想される酸性pHのサンプルでは、pHが7の緩衝液とそれより低いpHの緩衝液で校正されます（通常、pH 4の1つが使用されます）。

最後に、この測定機器の再キャリブレーションは、使用の前後に実行し、結果を記録します。その結果は、実行された日時とそれを制御するために使用された緩衝液の特性を含みます。