Svým čtenářům se hluboce omlouvám, že v rámci toho jak všechno tak nějak souvisí se vším jsme se s elektronickém seriálu dostali k chemii, ale pokud nemám vysvětlování "potenciometrie" utnout v polovinně odstavce nelze než postupovat vpřed. Jediné co mě poněkud morálně opravňuje psát dál je to, že tuhle oblast "mezi obory" nenajdete rozumně vysvětenou ani u elektroniků ani u chemiků.
![](../../nd06.jxs.cz/277/938/1c166c2884_98602149_o2.gif)
Tedy minule jme se dostali k tomu, že pomocí "solných můstků" můžeme vyrábět elektrické články z těch nejpodivnějších kombinací elektrolytů i elektrod a to dokonce tak, že kolem každé elektrody je jiný elektrolyt, které se vzájemně nemíchají.
![](../../nd06.jxs.cz/853/886/bb6a881f25_98602293_o2.png)
A taky jsme se zmiňovali o Nernstově rovnici, ve které C1 a C2 jsou koncentrace elektrolytu kolem jedné a druhé elektrody. Teď si tedy představte následující situaci C2 - je konstatní koncentrace látky v oblasti kolem "referenční elektrody" - v tom případě se Nernstova rovnice změní na
E = E0 + 0,059 * log (C2) - 0,059 * log (C1)
Teď si představme že člen 0,059*log C2 - díky tomu že C2 je konstatní přičteme k E0 tedy :
E= E1 - 0,059* log (C1)
A teď si zopakujemem definici pH jak z Husákovské učebnice : "pH je záporný dekadický logaritmus koncentrace vodíkových protonů". ERGO pokud C1 je koncentrace vodíkových protonů pak platí :
E = E1 + 0,059 * pH
Tak jednoduché je měření pH - pokud připojíte pH elektrodu k voltmetru - nic více už v tom není. Elektroda citlivá na pH prostě za laboratorní teploty 25 stupňů dává 59 mV na jednotku pH a my se musíme akorát postarat o odečtení napěťového offsetu E1.
Celé měření má jenom 3 nepatrné zádrhele
- jak vyřešit otázku referenčního poločlánku s konstatním pH
- Jak získat elektrodu citlivou na pH
- jak kompenzovat vliv okolí - hlavně tedy teploty.
AD 1. pokud získáme pH elektrodu dle bodu 2 můžeme ji namočit do pufru a použít jako referenční - ale to je kupodivu moc složité. Místo toho použíjeme jako referenční některou z "elektrod druhého řádu" které díky tomu, že jsou založeny na málo rozpustných solích (chlorid stříbrný a chlorid rtuťný) - tak jejich napětí závísí především na (ne)rozpustnosti těchto solí a prakticky není ovlivněno složením roztoku, do kterého jsou ponořeny!
AD 2. potřebujeme elektrodu tzv "iontově selektivní" na vodík - to jest aby převážná část jejího napětí byla ovlivněna koncentrací vodíkových protonů v roztoku. Příkladem takové elektrody je již zmiňovaná "vodíková elektroda" spočívající v platinovém drátku kolem kterého bublá plynný vodík, aby na povrchu platiny vznikla neskutečně tenká vrstvička hydridu platiny. Pokud si však vzpomeneneme na vzducholoď Hindenburg - a zejména pokud si na ni vzpomene vaše manželka (maminka) máte s probublávajícím vodíkem utrum.
Tedy je potřeba vymyset něco jiného a to je věc, nad které čtenáři Amára zůstane rozum stát a to je v nadpise zmíněná "skleněná elektroda". Vskutku je to tak - sklo - jeden z nejlepších známých izolantů se používá jako materiál na elektrody pro měření pH
![](../../nd06.jxs.cz/600/382/6836cf748f_98634137_o2.png)
Zde je její konstrukce - schválně jsem vybral elektrodu, která v sobě zahrnuje měřícící skleněnnou elektrodu zde označovaná jako "vnitřní" a refernenční elektrodu zde označovanou jako "vnější". Na obrázku je nejpozoruhodnější schéma dole - které krásně zdůrazňje jakými materiály vlastně prochází elektrický proud při měření a povšimněte si, že měřený roztok je jen nepatrný kousek uvnitř.
Je mi jasné, že teď přijde dotaz "A to skleněná elektroda je opravdu ze skla ?" A skutečně musím potvrdit, že pokud z laboratorního SIMAXU - borosilikátového skla - vyfouknete nad plamenem baničku - jejíž stěny budou tlusté kolem 0,1 mm (což je elementárně snadné) a pokud do ní nalijete kyselinu a dáte stříbrný drátek - pokryje se tetno drátek chloridem stříbrným a elektroda bude fungovat jako "docela slušná" pH elektroda. V literaturře se sice dočtete o použití speciálních skel, která jsou nutná zejména pro inotově selektivní elektrody zaměřené na dvojmocné ionty, ale obyč. sklo na pH funguje více než slušně. Otázka tedy je "jak funguje ?"
![](../../nd06.jxs.cz/365/948/3a97d9f199_98634171_o2.png)
Princip je v tom že na suchu je na povrchu sodno- draselno - vápenatého skla - tenká vrstvička sodíkových iontů vázancýh na křemičitanový základ skla - nalitím "vnitřního elektrolytu" a ponořením do měřeného roztoku dojde k tomu, že vodíkové protony začnou z povrchu skla "vyplachovat" sodíkové ionty - různou rychloostí vně a uvnitř - a tím doposud elektricky neutrální povrch skla dostane elektrický náboj alias napětí, které můžeme měřit.
Stále jsem nezodpověděl "jak je možné, že elektrický proud prochází sklem ?" Vtip je v tom, že prakticky neprochází - "vnitřní odpor" skleněné elektrody je kolem 100 Mega-ohmů - proto jsem mluvil v první kapitole o voltmetru s vnitřním oporem alespoň 1 Giga-ohm což v době JFETových operačních zesilovačů (stačí i TL072) se vstupním odporem 1012 - 1015 ohmů není takový problém.
Obávám se, že teď jsem konečně všechna "magická arkána" prozradil - a sám jsem se sepisováním natolik unavil, že zbývá už jenom rada paní Kubáčové novomanželkám : Alkohol se v organismu odbourává na kyselinu octovou - meziproduktem této reakce je acetaldehyd, který způsobuje příznaky lehké otravy. Rychlost syntézy acetaldehydu lze zpomalit dodávkou dalšího alkoholu a další kyseliny octové, které lehce blokují enzymové systémy. Správnou reakcí novomanželky na návrat manžela z hospody tedy není štěkání, ale štamprlička, okurčička, a pozdějí kávička - jasné ?