Mätning av kemiska storheter

Vätskors och gasers egenskaper

Vanliga egenskaper hos vätskor som man ofta vill mäta:

• Konduktivitet
• Vätejonkoncentration, pH
• Redoxpotential

För gaser vill man veta koncentrationen av en viss gas i en gasblandning.
 

Konduktivitet

Konduktivitet, det vill säga elektrisk ledningsförmåga mäts i S (siemens) per m (meter), S/m. För en vätska definieras vanligen konduktiviteten som ledningsförmågan mellan två elektroder om vardera 1 cm² på en cm avstånd nedsänkta i vätskan.

Det finns två mätmetoder för konduktivitet i vätskor:

• Resitsiv metod. Två platinableck enligt ovan där man primärt mäter resistansen. Smutskänslig metod.
   
• Induktiv metod. Vätskans ledningsförmåga ändrar kopplingsgraden mellan två lindningar i en öppen transformator, nedsänkt i vätskan. Mindre smutskänslig mätmetod.
   

Vätejonkoncentration, pH

Den enda princip som används för kontinuerlig mätning är att det uppstår en emk över ett tunt glasmembran som avskiljer två vätskor med olika pH. De två vätskornas respektive potential mäts numera med silver/silverkloridelektroder (tidigare användes kalomelelktroder, det vill säga kvicksilverklorid). Om den ena vätskans pH är känt (referenselektroden) kan den andra vätskans pH bestämmas.

pH-mätningen är temperaturberoende varför en temperaturgivare måste ingå i mätsystemet. Alla pH-elektroder måste kalibreras i en vätska med stabilt och väl definierat pH, vilket kallas en buffertlösning.

Det finns två typer av pH-givare:

• Genomströmningsgivare, monteras i en rörledning.
• Insticksgivare, en stav som sticks in i själva processen.
   

Redoxpotential, ORP

ORP står för Oxidation-reduction potential och beror på förhållandet mellan oxiderade och reducerade ämnen i ett medium under bestämda förutsättningar. Mätmetoden är förhållandevis billig men har nackdelar då den inte kan ge en selektiv mätning av ett visst ämne i en blandning. Mätningen är också mycket pH beroende. Mätmetoden används främst för att ge indikation på ändring i koncentration, inte för absolutvärden på koncentrationen.

Mätelektroden är vanligen av en inert metall såsom guld eller platina. Olika mätelektroder används för olika applikationer. Referenselektroden består vanligen av en silver/silverklorid-elektrod.
 

Gaskoncentration

Gaskoncentrationen av en viss gas i en gasblandning kan mätas med några olika metoder:

• Värmeledningsförmåga
• Paramagnetism
• Nernst princip
• Strålningsabsorption
• Kemisk absorption
• Reaktionsvärme
• Joniseringsgrad (används nästan uteslutande för små koncentrationer av giftiga gaser)
• Infraröd absorbtion
• Tunable Diode Laser Spectrometry (TDSL)
• Flame ionization detection
   

Nedanstående gaser mäts vanligen enligt följande metoder: