ガラス電極のメカニズム:
* 敏感なガラス膜: ガラス電極のコアは、水素イオン(H+)に敏感な特別なタイプのガラスで作られた薄い球根状の膜です。
* イオン交換: ガラス膜が溶液に浸されると、ガラス構造内のナトリウムイオンと溶液交換からH+イオンを交換します。
* ポテンシャル差: この交換は、溶液のpHに比例するガラス膜全体に電位差を作成します。
なぜ高pHで精度が低下するのか:
* ナトリウムイオン干渉: 高pHでは、溶液中に水酸化物イオン(OH-)の濃度が高くなります。これにより、OHIONSと交換するガラス膜からのナトリウムイオン(Na+)につながる可能性があります。
* 誤ったpHリーディング: このNa+とOH-の交換は、H+イオン交換の主要なメカニズムを破壊し、不正確なpH測定につながります。電極は、真の値よりも低いpHを示している場合があります。
* アルカリエラー: この現象は「アルカリ誤差」として知られており、特にpH 9を上回っています。
問題の解決策:
* 特殊な電極: 9を超えるpH測定には、異なる組成(低ソジアムガラス)の特殊なガラス電極が利用可能です。これらの電極は、アルカリ誤差の影響を受けにくい。
* 併用電極: 一部の組み合わせ電極には、内蔵の参照電極と、より高いpH値を処理できる特殊なガラス膜が付属しています。
要約:
標準ガラス電極はpH 9までのpH測定に使用できますが、「アルカリ誤差」により、より高いpHでその精度が低下します。特殊な電極と適切なキャリブレーション技術は、pH 9を超える正確なpH測定に不可欠です。