PH 측정 원리

측정방법

(1) 지시약을 이용하는 방법

리트머스(litmus)시험지나 페놀프탈레인(phenolphthalein) 등을 주로 사용하며, 피검액에 pH 시험지를 담그거나 적당한 지시약을 넣어 색조의 변화로부터 pH

​값을 판정하는 방법으로 역사도 오래되고 측정방법도 간단하므로 보급도 가장 많이 되어 있으며, 현재 각 방면에서 널리 사용되고 있다.

(2) 수소전극을 이용하는 방법

수소가스를 충분히 흡착시킨 백금전극을 수소전극이라 하는데 이것을 피검액에 담그면 액의 수소이온농도(엄밀하게 말하면 수소이온 활동도)에 관련된 전위가

발생하므로 피검액의 pH를 구할 수가 있다.

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(3) 안티몬 전극을 이용하는 방법

잘 갈고 닦은 안티몬의 표면에는 그 산화물이 생성되어 있는데 이것을 측정용액내에 담그면 그 산화물은 용해되어 수산화물로 되지만 액의 pH에 따라서 안티몬

수산화물의 전리평형이 달라지는 것에 착안한 것이 안티몬 전극을 이용한 pH 측정방법이다.

(4) 퀸히드론 전극을 이용하는 방법

피검액에 소량의 퀸히드론[C6H4(OH)2․C6H4O2]을 넣고 백금전극과 비교전극을 침지시켜 양 전극간의 전위차로부터 pH를 구한다.

(5) 유리전극을 사용하는 방법

유리 박막의 양측에 서로 다른 2종의 용액을 놓으면 양쪽 용액의 pH 차에 비례한 기전력이 유리박막의 양면에서 발생하는 것을 이용한 것이 유리전극에 의한 측정의

원리이다. 실제 형태는 그림 1에 나타나 있는 것처럼 얇은 유리막으로 만들어진 용기 G의 내부에 pH를 알고 있는 용액 B를 넣어 이것을 피검액 A의 내부에

침지시키면 유리막의 양쪽에 기전력이 생기므로 양쪽용액 A, B에 적당한 전극 E1, E2를 넣어서 그 양 전극간의 전위차를 측정하면 유리막에 발생하는 기전력

을 알 수가 있다.

이 유리전극을 이용한 pH 측정의 장․단점은 다음과 같다.

1) 장점

◦ 측정범위가 넓고, 조작이 간단하며, 측정에 요하는 시간이 짧다.

◦ 연속측정이 가능하고, 재현성이 좋으며, 개인 오차가 작다.

2) 단점

◦ 유리막이 깨지기 쉽다.

◦ 전극의 내부저항이 높다.

유리전극을 이용한 pH측정방법은 다른 방법에 비하여 정도가 높고, 측정대상의 제한이 적어 공업적으로 연속 측정이 가능하여 현재 가장 널리 사용되는 측정

방법으로 일부 국가에서는 공업규격 기준으로 채택하고 있다.

pH 측정용 유리전극의 구조와 원리

유리전극의 구조는 그림 2에 나타낸 바와 같이 전극 지지관이라는 유리관 선단에 반구상의 pH를 감응하는 특수유리의 박막인 전극막이 있고, 그 반대쪽에 전극

Cap이 있으며 내부는 유리전극 내부액과 내부전극으로 구성되어 있다.

​내부전극으로부터는 리드선이 연결되어 있고 그 선단에는 계기와의 접속을 위한 단자가 있다.

<그림 2> 유리전극의 구조

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지지관은 직경 12 ㎜, 두께 1 ㎜의 연질 유리관으로 그 선단에는 두께 0.2～0.4 ㎜ 정도의 전극용 유리라 칭하는 특수 유리로 만들어진 반구형의 전극막이

용착되어 있다.

내부전극으로는 종래의 감홍전지가 사용되었으나, 최근에는 고온에 대하여 염화은 전지가 특성이나 수명이 우수하므로 염화은 전지가 주로 사용되고 있다.

===> 출처 : 환경관리공단 "정수장 자동측정설비의 정도관리방안 수립을 위한 연구" 인용