Le pH-mètre est un appareil couramment utilisé dans les laboratoires de sciences où se fait la manipulation des solutions aqueuses. Il est composé d’un boîtier électronique et d’une électrode pH. C’est l’électrode qui permet de déterminer le pH d’une solution et plus précisément son acidité grâce à la mesure de la concentration des ions hydrogènes. Comment fonctionne-t-elle ?
Composition d’une électrode pH
Avant d’aborder le principe de fonctionnement de l’électrode pH, il faut rappeler les différents types d’électrode et leur constitution générale. Il en existe en effet plusieurs types dont les électrodes combinées. Elles sont faites d’un seul corps dans lequel sont incorporées une électrode de référence et une électrode interne. Leur présentation est à l’image de celui présent sur https://www.sodimel.fr/electrode-ph/sentix-41/ .
Les électrodes combinées qui sont les plus utilisées à ce jour du fait de leur efficacité et facilité d’usage se composent de :
- membrane ou verre actifs ;
- tampon interne ;
- électrode interne ;
- électrode de référence ;
- fil d’Argent relié à l’électrode internet ;
- d’un robinet de vidange.
Certains des éléments cités serviront à comprendre le principe de fonctionnement de l’électrode pH.
Comment fonctionne l’électrode pH ?
Le fonctionnement part du principe des électrodes combinées. Le potentiel de l’électrode de référence à Ag/AgCl est une donnée constante et déjà connue par l’utilisateur. Elle ne varie pas quels que soient la concentration et le contenu de la solution à mesurer. C’est la deuxième électrode dite de verre ou interne qui permet de mesurer le potentiel de la solution. Elle détecte la présence des ions H+ dans la solution à mesurer.
Lorsque l’électrode pH est introduite dans la solution à mesurer, seule une petite partie (externe) de la sonde de référence est en contact avec la solution. Le contact est établi par l’intermédiaire d’une membrane poreuse qui agit comme un pont salin. Pour conserver les propriétés de la sonde de référence (stabilité et invariabilité), son compartiment doit être rempli fréquemment d’une solution de chlorure de potassium.
Pour l’ampoule de verre mince qui contient la partie inférieure de la sonde interne, on applique du gel hydraté sur les faces internes et externes. Le gel joue le rôle de sélecteur. Lorsque l’électrode pH est plongée dans la solution, cette dernière immerge l’intérieur de la membrane de verre. Le gel laisse passer les ions sodium depuis la solution vers l’extérieure de la membrane de verre et empêche les ions hydrogènes de traverser le verre. L’accumulation de H+ à l’extrémité de la sonde interne créée une différence de potentiel par rapport à l’électrode de référence. Le résultat de la mesure s’affiche sur le panneau numérique du pH-mètre.