Una sonda di pH consente all'utente di determinare l'alcalinità o l'acidità di una soluzione. Le sonde di pH funzionano misurando l'attività degli ioni di idrogeno di una soluzione, che viene rilevata da una membrana di vetro sensibile all'estremità della sonda.
Quando viene esposta a una soluzione acquosa, la superficie esterna della membrana di vetro sviluppa uno strato di gel. Poiché la sonda è riempita con una soluzione elettrolitica acquosa, sul lato interno della membrana di vetro si forma uno strato di gel simile. A seconda del valore di pH, gli ioni H+ all'interno e intorno allo strato di gel possono diffondere all'interno o all'esterno di questo strato. Di conseguenza, si determina la concentrazione di ioni H+ della soluzione.
Se la soluzione è alcalina, gli ioni H+ si diffondono fuori dallo strato e si forma una carica negativa sulla superficie esterna della membrana. Se la soluzione è acida, gli ioni H+ si diffondono nello strato e si forma una carica positiva sulla superficie esterna della membrana. Poiché la sonda contiene un tampone interno con un pH costante, il potenziale sulla superficie interna della membrana rimane costante durante la misurazione. Di conseguenza, il potenziale della sonda pH è la differenza tra le cariche interne ed esterne della membrana.
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