A pH-mérés egyik fontos eleme a referencia elektróda. Mint már említettük, a pH-mérés két elektróda közti potenciál különbség mérésén alapszik.
A referencia elektróda felépítése
Az egyik elektróda a pH-érzékeny üveg vagy ISFET Si- elektróda, a másik viszont a referencia elektróda.
A referencia elektróda legfőbb tulajdonsága, hogy az ő potenciálja nem függ a pH-értéktől. Sajnos van rossz tulajdonsága is, például, az hogy függ a hőmérséklettől. Például, egy referencia ezüst/ezüst klorid elektróda potenciálja, amelyben telített kálium klorid van belső oldatként, a következő képen függ a hőmérséklettől:
10 oC 213,8 mV
15 oC 208,9 mV
20 oC 204,0 mV
25 oC 198,9 mV
30 oC 193,9 mV
Mint láthatjuk, 10 oC-tól 30 oC-fokig, mintegy 30 mV változás történik, ami pH egységben 0,5pH változásnak felel meg. Ezt a potenciálváltozást (ezen kívül még az üveg elektróda potenciáljának a változását is és a puffer oldatok pH-értékének a hőmérséklet változását is) viszont a pH-mérő tudja kompenzálni vagy kézi korrekcióval vagy automatikusan.
FONTOS: Ahhoz, hogy 0,01pH pontossággal mérjen egy pH-mérő, kötelező a hőmérséklet-kompenzáció.
Ezüst-ezüst klorid referencia elektróda
Manapság a leggyakrabban használt referencia elektróda, az ezüst/ezüst klorid elektróda. A mellékelt ábra illusztrálja ennek a referencia elektródának a felépítését.
A lényeg az, hogy egy ezüst vezetéken ezüst klorid bevonatot képeznek, elektrokémia úton. Az ezüst klorid, rosszul oldódik vizes közegben. Ha egy ilyen rendszer olyan oldatban van, amelyben a klorid-ion koncentrációja állandó, akkor a potenciálja is állandó (na persze, ha hőmérséklet is állandó és még egy jó pár paraméter, amelyekről most inkább hallgatunk, hogy ne bonyolítsuk a magyarázatot).
A gyakorlatban ezt úgy oldják meg, hogy a belső oldatot egy félig áteresztő sóhíddal hozzák elektrolitikus kapcsolatba a külső oldattal. Lényegében egy üvegből vagy más anyagból készült pórusos anyaggal választják el a külső oldattól, amely legtöbb esetben a mérésre szánt próba oldat.
Sokszor a belső oldatot gél formában tartják, hogy lassítsák a kifolyását a pH-mérésre szánt oldatba.
Az ezüst/ezüst klorid elektródák könnyen kezelhetőek és ezért terjedtek el az utóbbi években.