કાચવીજ ધ્રુવ : એક પ્રકારનો આયન-વરણાત્મક ધ્રુવ. તેનો ઉપયોગ ચોક્કસ પ્રકારના આયનો અથવા દ્રાવણના pH માપનમાં કરવામાં આવે છે. તેની શોધ એફ. હેબરે 1909માં કરેલ. પટલ (membrane) ધ્રુવોમાં બીજા ધાતુ-ધ્રુવોની જેમ ઇલેક્ટ્રૉનની લેવડદેવડ થતી નથી. પટલ અમુક પ્રકારનાં આયનોને પ્રવેશવા દે છે, જ્યારે અન્ય આયનોનો અટકાવે છે. દ્રાવણનો pH નક્કી કરવા માટે વપરાતો કાચવીજ ધ્રુવ પટલ ધ્રુવનું ઉદાહરણ છે. કાચનું પાતળું પટલ બે જુદી જુદી H+ સાંદ્રતાવાળાં દ્રાવણોને અલગ પાડે છે. તેની આગળ વિભવ (potential) ઉત્પન્ન થાય છે, જે અંદર અને બહારનાં દ્રાવણોની સાંદ્રતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે. તેનો ઉપયોગ દ્રાવણનો pH માપવા માટે pH મીટરમાં કરવામાં આવે છે. કાચવીજ ધ્રુવ નીચે આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. તે એક અર્ધકોષ (half cell) હોઈ તેની સાથે સંતૃપ્ત KClવાળો કેલોમલ (Hg2Cl2) સંદર્ભધ્રુવ તરીકે વપરાય છે. આવા કોષને નીચે પ્રમાણે દર્શાવી શકાય :
કાચવીજ ધ્રુવનો વિભવ નીચેના સંબંધથી દર્શાવી શકાય :
E = K + 0.0591 pH (25o સે.).
સામાન્ય કાચવીજ ધ્રુવની મદદથી 0થી 12 pH માપી શકાય, પણ ખાસ પ્રકારના કાચવીજ ધ્રુવથી 14 pH સુધી પણ માપી શકાય. આ ધ્રુવના ફાયદા એ છે કે તેમાંથી કોઈ પણ પ્રકારનાં બીજાં અસંગત (foreign) આયનો ઉમેરાતાં નથી. અપચયન કે ઉપચયન થાય તેવા પદાર્થની હાજરી કાચવીજ ધ્રુવને ખલેલ પહોંચાડતી નથી કારણ કે કાચની મેમ્બ્રેઇન પર તેની કોઈ અસર થતી નથી. ધ્રુવના કદ સાથે સંબંધ નહિ હોવાથી અલ્પ પ્રમાણનાં દ્રાવણો માટે નાના કદના સૂક્ષ્મ ધ્રુવો (microelectrode) વાપરી શકાય છે. તેના પર કોઈ પણ પ્રકારની ઉદ્દીપકીય અસર પણ થતી નથી. કોઈ પણ દ્રાવણનો pH માપવા ઉપયોગી છે. આ ધ્રુવનો ઉપયોગ લાંબા સમય સુધી કરી શકાય છે. કાચની મેમ્બ્રેઇન પાતળી હોવાને લીધે તેને સાચવીને વાપરવાની જરૂર છે; નહિ તો તે નકામો થઈ જાય છે. તેના પર પદાર્થો ચોંટી જવાથી તેની ક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે પણ HClના દ્રાવણમાં બોળી રાખતાં તેને પુનર્જીવિત કરી શકાય છે. સોડા-લાઇમ કાચનો ધ્રુવ 10થી ઉપરના pH માટે નકામો છે. LiOનો ઉપયોગ કરતાં આ ક્ષતિ દૂર કરી શકાય છે અને તેના વડે ઊંચા pH માપી શકાય છે. કોર્નિંગ કાચમાંથી બનાવેલા કાચવીજ ધ્રુવમાં 22 % Na2O, 72 % SiO2 અને 6 % CaO હોય છે. કાચવીજ ધ્રુવનો ઉપયોગ કરતા પહેલાં તેને પાણીમાં ડુબાડી રાખવો પડે છે. કાચના પટલનું બંધારણ નીચે પ્રમાણે હોવાનું મનાય છે :
Ei અને Ee સપાટી વિભવ છે. Ed પ્રસરણ વિભવ છે. આંતરિક દ્રાવણ અચળ રહેતું હોવાથી બહારના દ્રાવણના pH નીચેના સમીકરણથી માપી શકાય છે :
E = K + 0.059 log a2 (25o સે.)
કાચની રચના તથા પ્રકાર જુદાં જુદાં હોવાને લીધે, અને તેનો વિભવ પ્રમાણિત ન હોવાને લીધે, આ ધ્રુવનું જાણીતા pHવાળા બફર દ્રાવણ વડે અંશાંકન (calibration) કરવું પડે છે. બિનજલીય દ્રાવકોના અનુમાપન માટે તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
ઈન્દ્રવદન મનુભાઈ ભટ્ટ