Come funziona il pHmetro?
Il pHmetro sfrutta il principio potenziometrico per misurare la differenza di potenziale elettrico generata da una soluzione in cui è posta la sonda. Questa differenza nasce dalla presenza di due semicelle, fondamentalmente integrati in un unico elettrodo combinato:
• Semicella di misura: una membrana di vetro sottile e sensibile che interagisce selettivamente con gli ioni di idrogeno della soluzione. La membrana genera una tensione elettrica proporzionale alla concentrazione di ioni H+.
• Semicella di riferimento: integrato nello stesso elettrodo combinato, contiene una soluzione elettrolitica stabile e funge da punto di riferimento costante per la misurazione
La differenza di potenziale (ΔE) tra questi due elementi è proporzionale al pH della soluzione e viene amplificata da un circuito elettronico interno al dispositivo. L’equazione che determina la relazione tra potenziale e pH è la legge di Nernst:
dove S è circa 0,059 volt per pH a 25 °C, e E è una costante di calibrazione. In pratica, l’elettrodo di vetro nel pHmetro genera una differenza di potenziale elettrico in funzione della concentrazione di ioni idrogeno nella soluzione. Questo potenziale è molto piccolo, quindi un amplificatore interno al pHmetro lo rende leggibile, trasformandolo in un segnale proporzionale al pH. La costante S deriva proprio dalla legge di Nernst, che spiega come il potenziale dell’elettrodo varia linearmente con il pH a temperatura costante. Il valore così misurato viene visualizzato sul display, pronto all’uso e con alta precisione. Questo processo è denominato funzionamento potenziometrico ed è alla base del circuito del pHmetro.
