Glass electrode
ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಯಾನುಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುವ ಡೋಪ್ ಮಾಡಲಾದ ಗಾಜಿನ ಪೊರೆಯಿಂದ ಮಾಡಿದ ಅಯಾನು-ಆಯ್ದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಒಂದು ವಿಧವಾಗಿದೆ. ಅಯಾನು-ಆಯ್ದ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅನ್ವಯವು pH ಮಾಪನವಾಗಿದೆ. ಪಿಎಚ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುವ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ಭೌತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಕೆಲವು ಉಲ್ಲೇಖ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೀತಿಯ ಅಯಾನುಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ (ಜಿಇ) ಮೊದಲ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಕ್ಷಾರ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಂದಾಗಿ ಮಾಧ್ಯಮದ ಆಮ್ಲೀಯತೆಯನ್ನು (ಪಿಹೆಚ್) ಬದಲಾಯಿಸಲು ವಿವಿಧ ಕನ್ನಡಕಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡವು. 1906ರಲ್ಲಿ, ಎರಿಕಾ ಕ್ರೆಮರ್ನ ತಂದೆ ಎಂ. ಕ್ರೆಮರ್, ಗಾಜಿನ ಪೊರೆಯ ಎದುರು ಬದಿಗಳಲ್ಲಿರುವ ದ್ರವದ ಭಾಗಗಳ ನಡುವೆ ಉದ್ಭವಿಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಆಮ್ಲದ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನು ಸಾಂದ್ರತೆ) ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸಿದರು. 1909ರಲ್ಲಿ, ಎಸ್. ಪಿ. ಎಲ್. ಸೊರೆನ್ಸೆನ್ ಅವರು ಪಿಹೆಚ್ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದರು, ಮತ್ತು ಅದೇ ವರ್ಷದಲ್ಲಿ ಎಫ್. ಹ್ಯಾಬರ್ ಮತ್ತು ಝಡ್. ಕ್ಲೆಮೆನ್ಸಿವಿಕ್ಜ್ ಅವರು ಕಾರ್ಲ್ಸ್ರುಹೆಯಲ್ಲಿನ ಸೊಸೈಟಿ ಆಫ್ ಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಕುರಿತಾದ ತಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದರು. 1922ರಲ್ಲಿ, ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ಎಸ್. ಹ್ಯೂಸ್ ಅವರು ಕ್ಷಾರ-ಸಿಲಿಕೇಟ್ ಜಿಇ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಎಚ್ + ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಬಹುದಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದರು. 1925ರಲ್ಲಿ, ಪಿ. ಎಂ. ಟೂಕಿ ಕೆರ್ರಿಡ್ಜ್ ಅವರು ರಕ್ತದ ಮಾದರಿಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಮೊದಲ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಗಾಜಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧದ (50-150 Mω)ಂತಹ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿನ ಕೆಲವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸಿದರು. ತನ್ನ ಪಿಎಚ್ಡಿ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕೆರ್ರಿಡ್ಜ್ ಚಿಕಣಿ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು, ಕೆಂಪು ಶಾಖದಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಅನ್ನು ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಸ್ಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಉಪಕರಣದ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಿದರು, ಹೀಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ದೊಡ್ಡ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದರು; ಅವಳ ವಿನ್ಯಾಸವು ಇಂದು ಬಳಸಲಾಗುವ ಅನೇಕ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಪೂರ್ವವರ್ತಿಯಾಗಿತ್ತು. ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ pH ಮಾಪನಗಳಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲಿಥಿಯಂ, ಸೋಡಿಯಂ, ಅಮೋನಿಯಂ ಮತ್ತು ಇತರ ಅಯಾನುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ವಿಶೇಷ ಅಯಾನು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಶುದ್ಧ ಸಂಶೋಧನೆ, ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ನಿಯಂತ್ರಣ, ಆಹಾರ ಮತ್ತು ಸೌಂದರ್ಯವರ್ಧಕಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ, ಪರಿಸರ ಸೂಚಕಗಳ ಮಾಪನ ಮತ್ತು ಜೀವಕೋಶದ ಪೊರೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಮಣ್ಣಿನ ಆಮ್ಲೀಯತೆಯಂತಹ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವಿದ್ಯುದ್ವಾಹಕ ಮಾಪನಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ವಿಧಗಳು ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ವಾಣಿಜ್ಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು H +, Na +, Ag + ನಂತಹ ಏಕ-ಆವೇಶದ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ. ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು pH-ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿದೆ. ಕೆಲವು ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಮಾತ್ರ ಎರಡು-ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ Pb2 +, Cd2 + ಮತ್ತು ಇತರ ಕೆಲವು. ಗಾಜನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿವೆಃ Na, K, Li, Al, B, Ca ಮುಂತಾದ ಇತರ ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳ ಸೇರ್ಪಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ನ (SiO2) ಆಣ್ವಿಕ ಜಾಲವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಸಿಲಿಕೇಟ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್. ಮತ್ತು ಎ. ಎಸ್. ಎಸ್., ಎ. ಎಸ್. ಇ., ಎ. ಎಸ್. ಟಿ. ಇ. ಯ ಆಣ್ವಿಕ ಜಾಲವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಚಾಲ್ಕೋಜೆನೈಡ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್. ಮಧ್ಯಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಅಯಾನುಗಳು ಗಾಜಿನ ಪೊರೆಯ ಅಯಾನು-ವಿನಿಮಯ ಸ್ವರೂಪದಿಂದಾಗಿ, ಕೆಲವು ಇತರ ಅಯಾನುಗಳು ಗಾಜಿನ ಅಯಾನು-ವಿನಿಮಯ ಕೇಂದ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು ಮತ್ತು pH ಅಥವಾ ಇತರ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಕಾರ್ಯಗಳ ಮೇಲೆ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ರೇಖೀಯ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ವಿರೂಪಗೊಳಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಒಂದು ಅಯಾನ್ನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕೆಲವು ಸಿಲಿಕೇಟ್ ಪಿ. ಪಿ. ಎನ್. ಎ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ಗಳನ್ನು ಬೆಳ್ಳಿಯ ಉಪ್ಪಿನ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ನೆನೆಸುವ ಮೂಲಕ ಪಿ. ಎ. ಜಿ. ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅರೆ-ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ನಿಕೋಲ್ಸ್ಕಿ-ಶುಲ್ಟ್ಜ್-ಐಸೆನ್ಮನ್ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಇದನ್ನು ನಿಕೋಲ್ಸ್ಕಿ-ಶುಲ್ಟ್ಜ್-ಐಸೆನ್ಮನ್ ಸಮೀಕರಣ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ), ಇದು ನೆರ್ನ್ಸ್ಟ್ ಸಮೀಕರಣದ ವಿಸ್ತರಣೆಯಾಗಿದೆ. ಇ ಎಂದರೆ ಇ. ಎಂ. ಎಫ್., ಇ0 ಎಂದರೆ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್, ಝಡ್ ಎಂದರೆ ಚಿಹ್ನೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಅಯಾನಿಕ್ ವೇಲೆನ್ಸಿ, a ಎಂದರೆ ಆಕ್ಟಿವಿಟಿ, i ಎಂದರೆ ಇಂಟ್ರೆಸ್ಟ್ನ ಅಯಾನು, ಜೆ ಎಂದರೆ ಇಂಟರ್ಫೆರಿಂಗ್ ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಕಿಜ್ ಎಂಬುದು ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿ ಕೋಎಫಿಷಿಯಂಟ್ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಇದನ್ನು ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಗುಣಾಂಕವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, ಜೆ ಯಿಂದ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪಿಎಚ್-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ಗೆ Na + ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುವ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ನೋಡಲುಃ ಪಿಎಚ್ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾದ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿರುವ ಪಿಎಚ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು 3 ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದುಃ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಕಾರ್ಯದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸಾಕ್ಷಾತ್ಕಾರ, ಅಲ್ಲಿ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಪಿಎಚ್ ಮೇಲೆ ರೇಖೀಯವಾಗಿ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಹೈಡ್ರೋನಿಯಂಗೆ ಅಯಾನು-ಆಯ್ದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ F ಎಂಬುದು ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಸ್ಥಿರಾಂಕವಾಗಿದೆ (ನೆರ್ನ್ಸ್ಟ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ನೋಡಿ). ಕ್ಷಾರ ದೋಷ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು-ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ (pHನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೌಲ್ಯಗಳು) ಮಧ್ಯಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಕ್ಷಾರ ಲೋಹಗಳ (Li, Na, Kನಂತಹ) ಕೊಡುಗೆಗಳನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು. ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ pHನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮೇಲಿನ ಅವಲಂಬನೆಯು ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದಂತಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ pH> 12ರಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಲೀಟರ್ಗೆ 0.1 ಮೋಲು ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಿಥಿಯಂ ಅಥವಾ ಸೋಡಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಅಯಾನುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೋಡಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ದೋಷವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ. ಆಮ್ಲ ದೋಷ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು-ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ (pHನ ಕಡಿಮೆ ಮೌಲ್ಯಗಳು) pHನ ಮೇಲೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಅವಲಂಬನೆಯು ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದಂತಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿನ ಅಯಾನುಗಳ ಪ್ರಭಾವವೂ ಸಹ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ pH <-1ರಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗುತ್ತವೆ. ತೀವ್ರ ಪಿಹೆಚ್ ಶ್ರೇಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ವಿಶೇಷ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ. ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಆಧುನಿಕ ಪಿಹೆಚ್ ಪ್ರೋಬ್ ಒಂದು ಸಂಯೋಜನೆಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಗಾಜು ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳೆರಡನ್ನೂ ಒಂದೇ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಯೋಜನೆಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ (ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ನೋಡಿ): ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸಂವೇದನೆ ಭಾಗ, ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗಾಜಿನ ಆಂತರಿಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಿಂದ ಮಾಡಿದ ಬಲ್ಬ್, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಿಲ್ವರ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಆಂತರಿಕ ದ್ರಾವಣ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪಿಹೆಚ್ = 7 ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣವು ಪಿಹೆಚ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ 0.1 ಮೋಲು/ಎಲ್ ಕೆಸಿಎಲ್ ಅಥವಾ ಪಿಎಂ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ 0.1 ಮೋಲು/ಎಲ್ ಎಂಸಿಎಲ್, ಸಿಲ್ವರ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ, ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದೊಳಗೆ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಎಜಿಸಿಎಲ್ ಅವಕ್ಷೇಪಿಸಬಹುದು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 2 ಉಲ್ಲೇಖ ಆಂತರಿಕ ದ್ರಾವಣದಂತೆಯೇ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನದ ದ್ರಾವಣದೊಂದಿಗೆ 3 ಮೋಲು/ಎಲ್ ಕೆಸಿಎಲ್ ಜಂಕ್ಷನ್, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಲ್ನಾರಿನ ಅಥವಾ ಸ್ಫಟಿಕ ನಾರಿನೊಂದಿಗೆ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿಯಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಹಕವಲ್ಲದ ಗಾಜು ಅಥವಾ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ದೇಹ. ಪಿ. ಎಚ್. ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಬಲೂನುಗಳ ಕೆಳಭಾಗವು ದುಂಡಾದ ತೆಳುವಾದ ಗಾಜಿನ ಬಲ್ಬ್ ಆಗಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮುತ್ತದೆ. ಪಿ. ಎಚ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಕೊಳವೆಯೊಳಗಿನ ಕೊಳವೆಯೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಳಗಿನ ಕೊಳವೆಯು ಬದಲಾಗದ 1 × 10−7 mol/L HCl ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಒಳಗಿನ ಕೊಳವೆಯ ಒಳಗೂ ಸಹ ರೆಫರೆನ್ಸ್ ಪ್ರೋಬ್ನ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಟರ್ಮಿನಸ್ ಇದೆ. ಆನೋಡಿಕ್ ಟರ್ಮಿನಸ್ ಒಳಗಿನ ಕೊಳವೆಯ ಹೊರಭಾಗದಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಳಗಿನ ಕೊಳವೆಯ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿರುವಂತೆಯೇ ಅದೇ ರೀತಿಯ ರೆಫರೆನ್ಸ್ ಪ್ರೋಬ್ನೊಂದಿಗೆ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದು ಕೆಸಿಎಲ್ನ ಉಲ್ಲೇಖ ದ್ರಾವಣದಿಂದ ತುಂಬಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉಪ್ಪಿನ ಸೇತುವೆಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ರಂಧ್ರಯುಕ್ತ ಪ್ಲಗ್ ಮೂಲಕ ಪಿಹೆಚ್ ಪ್ರೋಬ್ನ ಹೊರಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ದ್ರಾವಣದೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಗ್ಯಾಲ್ವಾನಿಕ್ ಜೀವಕೋಶದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಾತಿನಿಧ್ಯ ಈ ವಿಭಾಗವು ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಒಂದು ಘಟಕವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಎರಡನ್ನೂ ಒಂದೇ ದೇಹಕ್ಕೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಸ್ವಲ್ಪ ವಿವರಣೆಗೆ ಅರ್ಹವಾಗಿದೆ. ಈ ಸಾಧನವು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಗ್ಯಾಲ್ವಾನಿಕ್ ಕೋಶವಾಗಿದ್ದು, ಇದನ್ನು ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾಗಿ ಹೀಗೆ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದುಃ ಗ್ಲಾಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ | | ರೆಫರೆನ್ಸ್ ಸೊಲ್ಯೂಷನ್ | | ಟೆಸ್ಟ್ ಸೊಲ್ಯೂಷನ್ | | ಗ್ಲಾಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಎಜಿ (ಗಳು) | ಎಜಿಸಿಎಲ್ (ಗಳು) | ಕೆಸಿಎಲ್ (ಎಕ್ಯೂ) | | ಗ್ಲಾಸ್ ಮೆಂಬರೇನ್ | | ಟೆಸ್ಟ್ ಸೊಲ್ಯೂಷನ್ | | ಜಂಕ್ಷನ್ | | ಕೆಸಿಎಲ್ (ಎಕ್ಯೂ) | ಎಜಿಸಿಎಲ್ (ಗಳು) | ಎಜಿ (ಗಳು) ಗ್ಯಾಲ್ವಾನಿಕ್ ಕೋಶದ ಈ ಕ್ರಮಬದ್ಧ ಪ್ರಾತಿನಿಧ್ಯದಲ್ಲಿ, "ಟೆಸ್ಟ್ ಸೊಲ್ಯೂಷನ್" ಆಕ್ರಮಿಸಿರುವ ಸಾಲಿನ ಕೇಂದ್ರದಿಂದ ನೋಡಿದಂತೆ ಎಡ ಮತ್ತು ಬಲ ಸದಸ್ಯರ ನಡುವಿನ ಸಮ್ಮಿತಿಯನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು (ಅದರ ಪಿಹೆಚ್ ಅನ್ನು ಅಳೆಯಬೇಕಾದ ಪರಿಹಾರ). ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಗಾಜಿನ ಮೆಂಬರೇನ್ ಮತ್ತು ಸೆರಾಮಿಕ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಎರಡೂ ಆಯಾ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸ್ಥಳವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸುತ್ತವೆ (ಸೂಚಕ (ಸಂವೇದನೆ) ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಅಥವಾ ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ). ಡಬಲ್ "ಪೈಪ್ ಸಿಂಬಲ್" (| |) ವಿಭಿನ್ನ ದ್ರಾವಣಗಳ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ತಡೆಯುವ (ಗಾಜಿನ ಪೊರೆಯನ್ನು) ಅಥವಾ ನಿಧಾನಗೊಳಿಸುವ (ಸೆರಾಮಿಕ್ ಜಂಕ್ಷನ್) ಹರಡುವ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಎಡ ಮತ್ತು ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ, ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಯಾವುದೇ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ಪರಸ್ಪರ ರದ್ದುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ (ತಾತ್ವಿಕವಾಗಿ), ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಗಾಜಿನ ಪೊರೆಯ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಾ ದ್ರಾವಣದ ಮೇಲೆ ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಅಳತೆಯ ಭಾಗವಾದ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಗಾಜಿನ ಬಲ್ಬ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗೆ ಹೈಡ್ರೇಟೆಡ್ ಜೆಲ್ನ ~ 10 ಎನ್ಎಂ ಪದರದಿಂದ ಲೇಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಎರಡು ಪದರಗಳನ್ನು ಒಣಗಿದ ಗಾಜಿನ ಪದರದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಿಲಿಕಾ ಗಾಜಿನ ರಚನೆಯು (ಅಂದರೆ, ಅದರ ಪರಮಾಣು ರಚನೆಯ ಸಂರಚನೆಯು) ಆಕಾರದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ ಅದು Na + ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಚಲನಶೀಲತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೇಟೆಡ್ ಜೆಲ್ನಲ್ಲಿರುವ ಲೋಹದ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು (Na +) ಗಾಜಿನಿಂದ ಮತ್ತು ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಹರಡುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ದ್ರಾವಣದಿಂದ H + ಹೈಡ್ರೇಟೆಡ್ ಜೆಲ್ಗೆ ಹರಡಬಹುದು. ಇದು ಹೈಡ್ರೇಟೆಡ್ ಜೆಲ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದು ಪಿಹೆಚ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಅಯಾನು-ಆಯ್ದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. H +, pH ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಗಾಜಿನ ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು Na + ಆಗಿದ್ದು ಅದು ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಅಯಾನು ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಹರಡಿದಾಗ, ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪಿಹೆಚ್ ಮೀಟರ್ ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಇದನ್ನೇ ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೇಟೆಡ್ ಜೆಲ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಅನ್ನು Na + ಟ್ರಾನ್ಸ್ಪೋರ್ಟ್ ಮೂಲಕ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಮೆಂಬರೇನ್ನ ಹೊರಭಾಗದಲ್ಲಿ H + ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು Na + ನಿಂದ ಮೆಂಬರೇನ್ನ ಒಳಭಾಗಕ್ಕೆ 'ರಿಲೇ' ಆಗುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ಗಾಜಿನ ಪಿ. ಎಚ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು 50 ರಿಂದ 500 ಎಂ. ಓ. ಎಂ ವರೆಗಿನ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಪಿಹೆಚ್ ಮೀಟರ್ನಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಇನ್ಪುಟ್-ಇಂಪೆಡೆನ್ಸ್ ಅಳತೆ ಸಾಧನದೊಂದಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಬಳಸಬಹುದು, ಅಥವಾ, ಹೆಚ್ಚು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಇನ್ಪುಟ್-ಇಂಪೆಡೆನ್ಸ್ ವೋಲ್ಟ್ಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಿತಿಗಳು ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಅದರ ನಿರ್ಮಾಣದ ಸ್ವರೂಪದಿಂದಾಗಿ ಕೆಲವು ಅಂತರ್ಗತ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಕ್ಷಾರೀಯ ದೋಷಗಳನ್ನು ಮೇಲೆ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗಾಜು/ದ್ರವ ಸಂಪರ್ಕಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಇರುವ ಅಸಿಮ್ಮೆಟ್ರಿ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವದಿಂದ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಮಿತಿ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವು ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೊದಲು ಯಾವಾಗಲೂ ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಿಸಬೇಕು ಎಂದರ್ಥ; ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯದ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನವು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಬಫರ್ ಪರಿಹಾರಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ, ಆಂತರಿಕ ದ್ರಾವಣದ ಒಳಗೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗೆ ಹರಡುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಕ್ಷೀಣಿಸುತ್ತದೆ. ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣಗಳ ವಿರುದ್ಧ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಮಾಪನಾಂಕ ಮಾಡಿದಾಗ ಈ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಮರೆಮಾಚಲಾಗುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಆದರ್ಶ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಗ್ರ್ಯಾನ್ ಪ್ಲಾಟ್ ಮೂಲಕ ಸುಲಭವಾಗಿ ಗಮನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಇಳಿಜಾರು ತಿಂಗಳುಗಳ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾಪನಗಳ ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ಗಾಜು ಮತ್ತು ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಅದರ ಸ್ವಂತ ಅಯಾನ್ನ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಇಡಬೇಕು. ಗಾಜಿನ ಪೊರೆಯು ಒಣಗುವುದನ್ನು ತಡೆಯುವುದು ಅವಶ್ಯಕವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ನಿಧಾನವಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಜಲಸಂಚಾಲಿತ ಪದರದ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಪೊಟೆನ್ಷಿಯೋಮೆಟ್ರಿ ಅಯಾನ್-ಸೆಲೆಕ್ಟಿವ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ಗಳಾದ ISFET pH ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಗ್ಲಾಸ್ ಕ್ವಿನ್ಹೈಡ್ರೋನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ರೆಫರೆನ್ಸ್ಗಳಾದ E. P. ನಿಕೋಲ್ಸ್ಕಿ, M. M. ಶುಲ್ಟ್ಜ್, ಮತ್ತು ಇತರರು, ವೆಸ್ಟ್ನ್ ಅನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ. ಲೆನಿನ್. ಯುನಿವ್., ಸರ್. ಫಿಜ್. ಐ ಖಿಮ್., 18, ನಂ. 4, 73-186 (1963) (ಈ ಲೇಖನಗಳ ಸರಣಿಯು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಕನ್ನಡಕಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಮೇಲೆ ಗಾಜಿನ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಬದಲಿಸುವ ಪರಿಣಾಮದ ಬಗ್ಗೆ ರಷ್ಯಾದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ) ಬಾಹ್ಯ ಸಂಪರ್ಕಗಳು pH ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ/ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮಾಹಿತಿಯ ಶೀರ್ಷಿಕೆ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಮತ್ತು pH ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದೊಂದಿಗೆ-ಫ್ರೀವೇರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ಗಳ ಗಾಜಿನ ಅನ್ವಯಗಳು