Definindo pH

O pH é a representação numérica do equivalente em grama por litro de concentração de íon hidrogênio em qualquer solução. Varia entre 0 a 14. É a medição logarítmica de moles de íons de hidrogênio por litro de solução. As soluções com um valor de pH entre 0 a 7 são soluções ácidas com uma grande concentração de íons de hidrogênio, enquanto as soluções com valores de pH entre 8 a 14 são soluções básicas com pequena concentração de hidrogênio. As soluções com um valor de pH de 7 são soluções neutras. Medir o pH fornece a medida de alcalinidade ou acidez de uma solução.

Por que a medição do pH é essencial?

Para monitorar o nível de pH do sangue, que deve estar entre 7,35 e 7,45
Para monitorar o nível de pH do solo para o crescimento ideal das culturas de acordo com os requisitos.
Monitorar o pH da chuva para que possamos detectar os poluentes no ar, caso a água da chuva se torne mais ácida.
Para monitorar o pH de muitos outros produtos usados diariamente, como leite, shampoo, etc.

Três maneiras de medir o pH de uma solução

Usando uma faixa indicadora que, quando colocada em uma solução, muda sua cor de acordo. A tira é então retirada e sua cor é combinada com uma cor na cartela de cores para decidir o valor de pH correspondente.
Usar um fluido indicador de pH onde a solução desconhecida é adicionada ao fluido e a cor alterada do fluido é combinada com uma cor já disponível na roda de cores para decidir o valor do pH.
Usando um sensor de pH onde uma sonda pode ser simplesmente inserida dentro da solução e a leitura do pH pode ser feita.

5 Vantagens de usar medidor de pH em relação a outros métodos

Eles fornecem medições mais precisas.
Eles podem ser usados facilmente.
A leitura do pH é comparativamente mais fácil.
Eles fornecem medições mais precisas, pois podem medir até 1/100^ºde unidade de pH.
Eles são reutilizáveis.

Princípio do medidor de pH ou sensor de pH

O pHmetro funciona basicamente com o fato de que uma interface de dois líquidos produz um potencial elétrico que pode ser medido. Em outras palavras, quando um líquido dentro de um invólucro feito de vidro é colocado dentro de uma solução diferente desse líquido, existe um potencial eletroquímico entre os dois líquidos.

Componentes do sensor de pH

É basicamente um eletrodo que consiste em 4 componentes:

Um eletrodo de medição : É um tubo feito de vidro e consiste de um fino bulbo de vidro soldado a ele, preenchido com solução de Cloreto de Potássio de pH conhecido de 7. Também contém um bloco de cloreto de prata preso a um elemento de prata. Ele gera a voltagem usada para medir o pH da solução desconhecida.

Um eletrodo de medição

“diagrama de circuito do inversor dc para ac pdf ”

Um Eletrodo de Referência : É um tubo de vidro constituído por uma solução de cloreto de potássio em contato íntimo com um bloco de cloreto de mercúrio na extremidade do cloreto de potássio. É usado para fornecer uma conexão estável de tensão zero para completar todo o circuito.

Um Eletrodo de Referência

Pré-amplificador : É um dispositivo de condicionamento de sinal e converte o sinal do eletrodo de pH de alta impedância em um sinal de baixa impedância. Ele fortalece e estabiliza o sinal, tornando-o menos suscetível a ruídos elétricos.

Pré-amplificador

Transmissor ou Analisador : É usado para exibir o sinal elétrico do sensor e consiste em um sensor de temperatura para compensar a mudança de temperatura.

Transmissor ou Analisador

Funcionamento do sensor de pH:

Funcionamento do sensor de pH

O eletrodo é colocado dentro do copo cheio com uma solução cujo pH deve ser medido. O bulbo de vidro soldado no final do eletrodo de medição consiste em íons de lítio dopados com ele, o que o faz atuar como uma barreira seletiva de íons e permite que os íons de hidrogênio da solução desconhecida migrem através da barreira e interajam com o vidro, desenvolvendo um potencial eletroquímico relacionado à concentração de íons de hidrogênio. O potencial de eletrodo de medição portanto, muda com a concentração de íons de hidrogênio. Por outro lado, o potencial do eletrodo de referência não muda com a concentração de íons de hidrogênio e fornece um potencial estável com o qual o eletrodo de medição é comparado. Consiste em uma solução neutra que pode trocar íons com a solução desconhecida através de um separador poroso, formando assim uma conexão de baixa resistência para completar todo o circuito. A diferença de potencial entre os dois eletrodos fornece uma medição direta da concentração de íons de hidrogênio ou pH do sistema e é primeiro pré-amplificado para fortalecê-lo e, em seguida, dado ao voltímetro.

U = E_pH- É_ref

“o que é um testador de continuidade ”

É_pH- Potencial de tensão do eletrodo de medição

É_ref- Potencial de tensão de um eletrodo de referência

O pH é calculado com base na equação de Nernst, que afirma que a mudança no potencial total para cada mudança no pH é

U = -kTpH

k- constante de Boltzmann, temperatura T

Precauções na medição de pH:

O potencial do eletrodo do eletrodo de medição tende a variar com a temperatura, o que pode afetar a medição do pH. Por esta razão, uma técnica de compensação de temperatura deve ser fornecida. Isso é obtido manualmente, fazendo uma medição de temperatura separada e inserindo o valor no medidor de pH ou usando uma compensação automática de temperatura, que consiste em um sensor de temperatura alimentado para o medidor de pH.
Uma vez que o vidro é na verdade um mau condutor de eletricidade, o eletrodo de medição realmente fornece uma alta resistência em comparação com o eletrodo de referência, causando uma grande queda de tensão que afeta a medição de saída. Uma solução para este problema é usar um medidor amplificado com alta resistência ou usar uma configuração de medição de tensão de equilíbrio nulo.
O ácido fluorídrico não deve ser usado em nenhuma solução, pois dissolve o vidro

Sensores de pH modernos disponíveis no mercado:

PHE-45P : Pode medir o pH em toda a faixa com uma sensibilidade de 0,02pH e funciona na faixa de temperatura de -5 a + 95⁰C. Consiste em um compensador de temperatura Pt1000 RTD.

PHE-45P

Sensor de pH WQ201 : É medido pela Global Water Instrumentation Inc e é montado em 25 pés de cabos de grau marítimo de comprimento de até 500 pés, com uma saída de 4-20 mA.

Sensor de pH WQ201

“produto de somas álgebra booleana ”

Aplicações que envolvem sensor de pH

Controle de pH

A medição de pH desempenha um papel importante em muitas aplicações industriais, como controle de produtos químicos em depuradores industriais, medição de dióxido de enxofre em refinarias de açúcar e otimização da coagulação na clarificação de água. Ele fornece um ponto de controle para neutralizar ácidos e bases.

O sistema de controle de pH é usado para medir o pH da solução e também controla a adição de um agente neutralizante para manter a solução em um pH neutro definido. Consiste em um analisador de pH e dois ou mais sensores de pH.

Controle de pH

Agora que já temos um conhecimento básico do sensor de pH e sua aplicação no controle de pH, conheça algumas outras aplicações deste sensor. Se você, além disso, fez perguntas sobre este tópico ou sobre o sistema elétrico e projetos eletrônicos deixe os comentários abaixo.

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