Conhecer o pH de diferentes soluções é importante para evitar riscos à saúde humana e garantir a segurança ambiental. A medição potenciométrica de pH com eletrodos foi comercializada nos anos 1950, substituindo métodos anteriores como a prova gustativa. Desde então, muitas melhorias tecnológicas foram feitas, e existem vários tipos disponíveis.
A acidez ou alcalinidade de uma solução é medida em uma escala de pH de 0 a 14. Em cálculos, o pH é definido como o logaritmo negativo na base 10 da concentração de íons hidrogênio. Em pH neutro 7, as concentrações de ácido e álcali são iguais em 10⁻⁷. Em pH ácido 0, os íons H⁺ estão no máximo (10⁰), enquanto em alta alcalinidade a concentração mede 10⁻¹⁴. Os eletrodos de pH são projetados segundo essa teoria.
O circuito de pH mede a diferença de potencial entre dois eletrodos na solução, calculada em milivolts. Dois eletrodos estão envolvidos: o eletrodo de referência não só completa o circuito, mas fornece um potencial de referência constante, independente das propriedades do eletrólito. O eletrodo de medição desenvolve um potencial diretamente proporcional ao pH do eletrólito.
Eletrodos com gel têm ampla gama de aplicações, incluindo uso em águas limpas e sujas. Sua facilidade de instalação e manutenção permite essa versatilidade, pois não requerem recarga. Como resultado, necessitam de menos calibrações e demonstram maior estabilidade. Com o uso contínuo, os eletrodos eventualmente ficam transparentes, e a marca de zona transparente no corpo é um indicador conveniente de que o eletrodo precisa ser substituído.
Comparados aos eletrodos com eletrólito líquido, a taxa de fluxo do eletrólito através da junção do tipo pino nos eletrodos de gel é substancialmente menor, conferindo-lhes vida útil mais longa. Eletrodos de gel também são menores, o que os torna mais econômicos. Géis mantêm potencial zero por períodos mais longos e têm tempo de resposta aprimorado para equilíbrio, especialmente em baixas temperaturas. Isso melhora a precisão e limita erros em amostras com forças iônicas diferentes.