PH-mètre - Définition
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Introduction
Un pH-mètre est un appareil souvent électronique permettant la mesure du pH d'une solution aqueuse.
Fonctionnement
Le pH-mètre est généralement constitué d'un boîtier électronique permettant l'affichage de la valeur numérique du pH et d'une sonde de pH constituée d'une électrode de verre permettant la mesure et d'une électrode de référence. Son fonctionnement est basé sur le rapport qui existe entre la concentration en ions H3O + (définition du pH) et la différence de potentiel électrochimique qui s'établit dans le pH-mètre une fois plongé dans la solution étudiée.
Celui-ci est constitué de deux électrodes, l'une standard dont le potentiel est constant et connu (appelée électrode de référence), l'autre à potentiel variable (fonction du pH, appelée électrode de verre). Ces deux électrodes peuvent être combinées ou séparées.
Une fois l'appareil étalonné à l'aide de solutions tampon (souvent de pH 4, 7 et 10), on peut déterminer la valeur du pH par simple corrélation, la différence de potentiel évoluant proportionnellement à la valeur du pH selon cette formule:
- ΔE est la différence de potentiel entre les deux électrodes.
- pHa est le pH de la solution à mesurer.
- pHb est le pH de la solution de référence.
- a et b dépendent de l'appareil, ils sont révélés lors de l'étalonnage du pH-mètre.
Schéma de la sonde à pH
- Corps de l'électrode de verre
- Cristaux de KCl (visibles dans certains cas lorsque la solution est sur-saturée)
- Solution saturée en KCl
- Fil conducteur relié à l'électrode de verre
- Verre actif
- Électrode de référence au calomel (autre possibilité : électrode à Ag/AgCl)
Étalonnage
On étalonne un pH-mètre avec des solutions tampon. Selon les mesures que l'on va effectuer, on étalonne soit par une solution de pH=7 puis par une solution de pH=4 pour faire des mesures en milieu acide, soit par une solution de pH=7 puis une solution de pH=10 pour des mesures en milieu basique. (ces valeurs de pH sont les plus communément rencontrées chez les solutions tampon.)
