Adaptor pentru măsurarea PH-ului (173)

Pentru măsurarea precisă a concentraţiei de ioni de hidroxid (măsurarea pH-ului), în laboratorul de chimie se utilizează, între altele, un electrod de sticlă. Acest electrod este construit după principiul unei celule galvanice. între tensiunea de ieşire a acestei celule şi valoareapH-ului soluţiei de măsurat există o interdependenţă liniară. Temperatura soluţiei influenţează în mod clar tensiunea. Un adaptor pentru pH-me- tru este prin urmare un milivoltmetru cu compensare de temperatură.

Adaptor pentru măsurarea PH-ului

Montajul din fig. 1 utilizează amplificatorul operaţional A1 ca amplificator de tensiune pentru tensiunea electrodului. Impedanţa de intrare a montajului este egală cu rezistenţa de intrare a amplificatorului operaţional; ea măsoară 10'2 £2; ca urmare, sarcina electrodului este neînsemnată şi influenţează rezultatul măsurării. Rezistenţa PTC, TSP 102 (Texas Instruments), compensează temperatura soluţiei şi, cu aceasta, influenţa asupra rezultatului măsurătorii. împreună cu rezistenţa R4 de 2370 £2 (valoare obţinută prin montarea unor rezistenţe în paralel), rezistenţa PTC este dependentă liniar de variaţiile de temperatură. Rezistenţa R4 trebuie realizată din mai multe rezistenţe cu peliculă metalică (de exemplu 2k2 + 150£2+10£2 + 10£2). Prin aceasta se evită utilizarea complicatelor amplificatoare corectoare. Amplificatorul operaţional A2 serveşte de asemenea ca amplificator pentru tensiunea existentă în punctul A. Divizorul de tensiune R5/R6 (rezistenţe cu peliculă metalică) împarte tensiunea de ieşire într-un anumit raport. Amplificatorul operaţional este construit ca amplificator sumă - diferenţă; el determină valoarea tensiunilor existente. Volt- metrul digital afişează direct valoarea pH-ului. Potenţiometrele semireglabile P1 şi P3 reglează amplificarea etajului de intrare; P2 serveşte la echilibrarea lui A1.
Alimentarea trebuie să se facă de la o sursă stabilizată de ±15 V.

SURSA ALIMENTARE - Adaptor pentru măsurarea PH-ului

Pentru echilibrare trebuie luate în considerare următoarele:
1. Se aduce tensiunea din punctul C la zero volţi, cu ajutorul lui P2, intrarea fiind scurtcircuitată.
2. Tot cu intrarea scurtcircuitată se reglează potenţiometrul P5 (potenţiometru bobinat) în aşa fel încât în punctul D să existe o tensiune egală cu 7 V.
3. Cu potenţiometrul semireglabil se reglează la zero tensiunea în punctul A, pentru o temperatură a rezistenţei PTC de 25°C.
4. Se conectează electrodul de sticlă care este cufundat într-o soluţie tampon cu pH = 7. Se corectează, cu ajutorul lui P5, tensiunea în punctul D la 7 V (temperatura soluţiei egală cu 25°CI).
5. Se scufundă electrodul de sticlă într-o soluţie tampon cu pH = 4. Cu potenţiometrul semireglabil P1 se reglează la 4 V tensiunea în punctul D. Temperatura soluţiei trebuie să fie şi aici de 25°C.
6. Se încălzeşte soluţia tampon cu pH = 4 la circa 70’C şi se verifică dacă, la scufundarea rezistenţei PTC, tensiunea în punctul D este tot de 4 V. Eventual se corectează cu potenţiometrul P3.
7. Se repetă compensarea de la punctul 3.
Rezistenţa mare la intrare face ca montajul
să fie sensibil la brum; de aceea el trebuie ecranat într-o carcasă metalică. Conexiunile rezistenţei PTC TSP 102 trebuie izolate faţă de acţiunea apei, a acizilor şi a substanţelor bazice. Precizia depinde de stabilitatea sursei de alimentare, de precizia cu care este determinat pH-ul soluţiilor de etalonare cât şi de precizia voltmetrului digital.
Electrodul de sticlă se obţine din comerţul de specialitate pentru articole de laborator; odată cu el se livrează şi instrucţiunile de folosire.
(Th. Rumbach)