Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của điện cực đo pH chi tiết

Trong đời sống, có rất nhiều đối tượng cần được xác định độ pH: đất, nước, thực phẩm (thịt, cá, sữa…),... mỗi đối tượng lại có những đặc điểm khác nhau đòi hỏi cách tiếp cận của các điện cực phải phù hợp mới có thể thực hiện đo pH một cách thuận lợi và chính xác nhất. Điện cực của các máy đo pH trong thực phẩm sẽ khác biệt với các điện cực đo nước hay đất. 

Cấu tạo của điện cực pH

Tất cả các đầu dò của máy đo độ pH dù ở dạngbút đo pH, máy cầm tay hay máy để bàn thì cũng đều được cấu tạo bởi 02 phần: điện cực cảm biến và điện cực tham chiếu. Cả 02 điện cực này đều là có cấu tạo là các bóng rỗng chứa dung dịch KCl (Kali Clorua).

Ở một số máy đo pH, 02 bộ phận này được thiết kế riêng biệt nhưng hiện nay, ở các máy hiện đại thì cả 02 điện cực này cùng được kết hợp và đều nằm trong một thân điện cực thủy tinh. Thiết kế này giúp thiết bị tối ưu hơn, tiện lợi trong sử dụng hơn. Điện cực kết hợp này sẽ bảo gồm: phần cảm ứng của điện cực là các bóng đèn được làm từ thủy tinh cụ thể, bên trong là các điện cực bằng bạc clorua hoặc calomel và dung dịch đệm; phần điện cực tham chiếu gồm có dung dịch tham chiếu nội bộ, điểm tiếp xúc và điện cực bạc clorua.

Nguyên lý hoạt động của điện cực pH

Tương tự như phương pháp đo độ pH bằng giấy truyền thống thường được áp dụng để đo độ pH của đất hay nước..., người ta dựa trên sự đổi màu của giấy quỳ rồi so sánh màu sắc đó dựa trên bảng tham chiếu dải màu để xác định nồng độ pH của dung dịch. Điện cực pH của máy đo pH cũng hoạt động dựa theo nguyên tắc tham chiếu, nhưng là dựa trên sự chênh lệch hiệu điện thế, hay chính là tín hiệu điện.

Khi ta nhúng điện cực vào vật mẫu cần đo, một hiệu điện thế sẽ được phát triển qua màng trao đổi ion của điện cực đó. Tùy theo độ pH của mẫu cần đo, mà hiệu điện thế này sẽ thay đổi. Các điện cực máy đo pH được thiết lập sẵn một hằng số điện thế (hằng số này được thiết lập trong quá trình thực hiện hiệu chuẩn) và đây chính là cơ sở tham chiếu và xác định độ pH của mẫu. Máy sẽ thực hiện so sánh hiệu điện thế mà điện cực đo được với hằng số điện thế đã tham chiếu, và dựa trên sự chênh lệch đó để quy đổi tương đương từ tín hiệu điện ra thang đo pH. Việc quy đổi này dựa vào thuật toán được lập  trình sẵn trong thiết bị. Từ đó, chúng ta sẽ có được kết quả đo pH của mẫu mà ta muốn đo.

Điện cực của máy đo pH trong thực phẩm có gì đặc biệt

Điện cực của các máy đo pH trong thực phẩm về cơ bản cũng bao gồm 02 phần điện cực cảm biến và điện cực tham chiếu tương tự như các loại điện cực khác. Điểm khác biệt của chúng được thể hiện ở thiết kế và cấu tạo sắp xếp. 

• Các điện cực của máy đo pH trong thực phẩm sẽ có thiết kế khác biệt để phù hợp với đặc điểm tính chất của thực phẩm, mỗi nhóm thực phẩm cũng sẽ có thể có loại điện cực riêng.
• Được sản xuất bằng loại vật liệu an toàn và thân thiện với thực phẩm, chất liệu có khả năng kháng các hóa chất, chống bụi, nấm mốc...
• Các điện cực dùng để đo pH trong thực phẩm được thiết kế mối nối tham chiếu mở giúp dễ tháo rời và thực hiện vệ sinh, hạn chế hiện tượng tắc nghẽn bởi các mảnh thực phẩm…
• Hầu hết các điện điện cực của máy đo pH trong thực phẩm có đầu cảm biến được thiết kế dạng nón để tối ưu diện tích tiếp xúc với mẫu.
• Các điện cục cũng thường được thiết kế kèm các phụ kiện hỗ trợ khác: khoan nhựa, lưỡi dao.... Ví dụ: điện cực FC232D của máy đo pH/Nhiệt độ trong thịt Hanna HI99163 còn được thiết kế kèm một lưỡi thép không gỉ giúp dễ dàng đâm xuyên trực tiếp vào thịt, thậm chí cả các mẫu đông lạnh.

Các điện cực của máy đo pH trong thực phẩm được thiết kế khác biệt để người dùng có thể sử dụng chúng dễ dàng hơn, cho kết quả chính xác hơn và an toàn, không ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm cũng như sức khỏe con người. Hãy chọn đúng loại máy đo pH khi bạn có nhu cầu đo pH trong thực phẩm nhé!

Nếu bạn cần tư vấn về các dòng máy đo pH, khúc xạ kế, máy đo TDS hãy liên hệ với maydochuyendung.com để được hỗ trợ.