Γιατί το γυάλινο ηλεκτρόδιο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάλυμα ρΗ άνω των 9;
Ο μηχανισμός ενός γυαλιού ηλεκτροδίου:
* ευαίσθητη γυάλινη μεμβράνη: Ο πυρήνας ενός γυαλιού ηλεκτροδίου είναι μια λεπτή, βολβική μεμβράνη από ένα ειδικό είδος γυαλιού που είναι ευαίσθητο στα ιόντα υδρογόνου (Η+).
* Ανταλλαγή ιόντων: Όταν η γυάλινη μεμβράνη βυθίζεται σε ένα διάλυμα, τα ιόντα Η+ από την ανταλλαγή διαλύματος με τα ιόντα νατρίου μέσα στη δομή του γυαλιού.
* Δυναμική διαφορά: Αυτή η ανταλλαγή δημιουργεί μια δυναμική διαφορά σε όλη τη μεμβράνη γυαλιού που είναι ανάλογη προς το pH του διαλύματος.
Γιατί η ακρίβεια μειώνεται σε υψηλό pH:
* παρεμβολή ιόντων νάτριο: Σε υψηλό ρΗ, υπάρχει υψηλότερη συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου (ΟΗ-) στο διάλυμα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ιόντα νατρίου (Na+) από τη γυάλινη μεμβράνη που ανταλλάσσει με τα OH-ιόντα.
* Εσφαλμένη ανάγνωση pH: Αυτή η ανταλλαγή Na+ και OH- διαταράσσει τον κύριο μηχανισμό ανταλλαγής ιόντων Η+, οδηγώντας σε ανακριβή ανάγνωση του ρΗ. Το ηλεκτρόδιο μπορεί να υποδηλώνει χαμηλότερο ρΗ από την πραγματική τιμή.
* Αλκαλικό σφάλμα: Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως "αλκαλικό σφάλμα" και είναι ιδιαίτερα σημαντικό πάνω από το ρΗ 9.
Λύσεις για το πρόβλημα:
* εξειδικευμένα ηλεκτρόδια: Για μετρήσεις pH άνω των 9, είναι διαθέσιμα εξειδικευμένα γυάλινα ηλεκτρόδια με διαφορετική σύνθεση (γυαλί χαμηλής περιεκτικότητας σε τοπικό επίπεδο). Αυτά τα ηλεκτρόδια είναι λιγότερο ευαίσθητα στο αλκαλικό σφάλμα.
* Εργοστάσια συνδυασμού: Ορισμένα ηλεκτρόδια συνδυασμού έρχονται με ενσωματωμένο ηλεκτρόδιο αναφοράς και εξειδικευμένη γυάλινη μεμβράνη που μπορεί να χειριστεί υψηλότερες τιμές ρΗ.
Συνοπτικά:
Ενώ τα τυποποιημένα γυάλινα ηλεκτρόδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μετρήσεις ρΗ μέχρι το ρΗ 9, η ακρίβειά τους μειώνεται σε υψηλότερο ρΗ λόγω του "αλκαλικού σφάλματος". Τα εξειδικευμένα ηλεκτρόδια και οι κατάλληλες τεχνικές βαθμονόμησης είναι απαραίτητα για ακριβείς μετρήσεις ρΗ πάνω από το ρΗ 9.
