Atendendo a pedidos, o assunto de hoje é o funcionamento do medidor de pH ou pHmetro. Um instrumento eletrônico que mede a acidez e a alcalinidade.
Para saber o que é o pH e sua importância no equilíbrio ambiental, clique no link a seguir.
pH: definição e importânciaClique aqui
Como funciona o medidor de pH?
São usadas 2 sondas, uma de referência e outra de medição. A sonda de medição é feita de vidro com um pequeno bulbo no fundo, que fica em contato com a solução a ser medida.
O bulbo é feito de uma fina membrana de vidro que é permeável aos íons hidrogênio (H^{+}). Dentro do tubo de vidro há um eletrodo de prata (Silver wire), revestido com cloreto de prata (AgCl) e uma solução de cloreto de potássio (KCl), cujo pH constante é 7.
Quando há uma diferença de concentração, há uma troca de íons entre a solução e as camadas de gel interna e externa. Os íons H^{+} da solução de maior concentração vão para a membrana de vidro, substituindo alguns íons de lítio (Li^{+}) ou sódio (Na^{+}) e estes vão para a camada de gel com menor concentração de íons positivos.
Se o pH da solução a ser medida for 7, não haverá diferença de concentração de íons dentro e fora da sonda. Logo, a diferença de potencial entre os eletrodos será 0.
A sonda de referência
Determina a precisão da medição do pH, deve ter um potencial elétrico constante e baixo coeficiente de temperatura. Também possui um eletrodo de prata com revestimento de AgCl e o mesmo eletrólito de KCl. A sonda de referência fica em contato com o líquido medido por uma junção porosa, para a difusão de KCl e fechar o circuito elétrico.
Há uma pequena tensão elétrica entre os eletrodos, que é amplificada para o pHmetro calcular o pH usando a equação de Nernst e mostrar em um display.
A equação de Nernst
Relaciona a tensão elétrica V com a diferença de concentração de íons em duas substâncias.
V=\frac{RT}{nF}ln(\frac{C_{1}}{C_{2}})
Onde:
- R é a constante universal dos gases, cujo valor é 8,315 J/mol\cdot K.
- T é a temperatura em Kelvin (K).
- n é o número de elétrons transferidos por íon trocado.
- F é a constante de Faraday, cujo valor é 96485 C/mol (coulombs por mol).
- C_{1} é a concentração de íons na solução medida, em moles/litro de solução.
- C_{2} é a concentração de íons na solução de referência.
Me foi perguntado se um medidor de pH feito para funcionar em 50 Hz funcionará diferente em 60 Hz, ou vice-versa. Como o princípio de funcionamento deste instrumento não depende da frequência da rede, não haverá nenhuma alteração.
