Elettrodo a vetro

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L'elettrodo a vetro è un particolare elettrodo a membrana che rappresenta il tipo di sonda più usato nei laboratori chimici per la misura del pH di soluzioni acquose tramite il piaccametro.

Deve la sua diffusione al relativo basso costo ed alla praticità d'uso, di gran lunga maggiore rispetto all'elettrodo standard a idrogeno.

Essendo necessari due elettrodi per la misura del pH (uno di misura e uno di riferimento), gli elettrodi a vetro disponibili sul mercato combinano in un unico corpo sia l'elettrodo a vetro vero e proprio, che funge da elettrodo di misura, con un secondo elettrodo interno, di riferimento. Un elettrodo a vetro di questo genere viene detto "combinato".

L'elettrodo a vetro deve il nome al fatto che la sua parte sensibile al pH è una sottile membrana di vetro (sensibile agli ioni H+); il potenziale elettrico che si viene a creare sui due lati - interno e esterno - della membrana è funzione del pH della soluzione in cui la sonda viene immersa.

L'elettrodo a vetro combinato[modifica | modifica sorgente]

Schema di un elettrodo a vetro combinato

In genere si compone di un tubo di vetro incamiciato da un tubo esterno in cui sono contenuti un filo d'argento [5, vedi figura], del cloruro d'argento e un elettrolita (generalmente una soluzione di cloruro di potassio) [6] che fungono da elettrodo di riferimento. Anche nel tubo interno si trovano un filo d'argento [4], del cloruro d'argento e un elettrolita [2], all'elettrolita è aggiunta una soluzione tampone; questi fungono da elettrodo di misura.

Il tubo interno è in contatto con la soluzione del campione da misurare attraverso una membrana di vetro sottile posta alla sua estremità; il tubo esterno è in contatto con la soluzione del campione da misurare attraverso un diaframma poroso che funge da ponte salino [7]. Sul tubo esterno è inoltre presente un tappo rimovibile [3] per operazioni di manutenzione, quali il sostituire o riportare a livello l'elettrolita esterno.

Lo schema elettrochimico complessivo è il seguente

Ag | AgCl | soluzione di KCl || membrana di vetro || soluzione del campione || diaframma || soluzione di KCl | AgCl | Ag

La parte sensibile al pH è la membrana di vetro sottile [8], sui cui strati superficiali esterno e interno avviene uno scambio tra gli ioni Na+ del vetro e gli ioni H+ delle soluzioni con cui queste superfici sono in contatto. Sulla faccia interna, la soluzione è una soluzione tamponata a pH noto e fisicamente isolata dall'ambiente esterno, sulla faccia esterna la soluzione è quella sottoposta a misura - se è acida si avrà un accumulo di ioni H+ sullo strato superficiale della membrana, se è basica si avrà un impoverimento di ioni H+ sullo strato superficiale della membrana. Il potenziale elettrico registrato dall'elettrodo è dovuto a questo squilibrio tra gli ioni H+ presenti sugli strati superficiali interno ed esterno della membrana.

Tale potenziale, inviato ad un pH-metro da un cavo coassiale [1], viene amplificato e visualizzato in unità di pH corrispondenti.

Un normale elettrodo a vetro combinato è lungo circa 15-20 centimetri ed ha un diametro di circa 1,5 centimetri.

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