pH متر ابزاری است که برای اندازه گیری میزان اسیدیته یا قلیایی بودن محلول استفاده می شود pH .واحد اندازه گیری است که درجه اسیدیته یا قلیایی بودن را توصیف می کند. که در مقیاس ۰ تا ۱۴ اندازه گیری می شود.
طریقه سنجش پی اچ
اطلاعات کمی که با مقدار pH ارائه می شود ، میزان فعالیت یک اسید یا باز را از نظر فعالیت یون هیدروژن بیان می کند. مقدار pH یک ماده با نسبت غلظت یون هیدروژن [H +] و یون هیدروکسیل [OH-] ارتباط مستقیم دارد. اگر غلظت H + بیشتر از OH- باشد ، ماده اسیدی است و مقدار pH کمتر از ۷ است. اگر غلظت OH- بیشتر از H + باشد ، ماده قلیایی است و مقدار pH آن بیشتر از ۷ است. اگر مقادیر مساوی یونهای H + و OH وجود داشته باشد ، ماده خنثی است ، با pH 7. اسیدها و بازها به ترتیب دارای یون هیدروژن و هیدروکسیل آزاد هستند
درباره PH متر بیشتر بدانید
اندازه گیری pH با استفاده از شاخص های PH (کاغذ های اندازه گیری) می توان مقدار pH را بدست آورد که با تغییر سطح pH رنگ تغییر می کند. این شاخص های اندازه گیری در دقت خود محدودیت هایی دارند و تفسیر صحیح آن در نمونه های رنگی یا تیره دشوار است.
اجزای تشکیل دنده پی اچ سنج آزمایشگاهی
اندازه گیری های دقیق تر pH با یک PH متر بدست می آید. یک سیستم اندازه گیری pH از سه قسمت تشکیل شده است: یک الکترود اندازه گیری pH ، یک الکترود مرجع و یک سیستم الکترونیکی با امپدانس ورودی بالا. الکترود اندازه گیری pH یک لامپ شیشه ای حساس به یون هیدروژن با خروجی میلی ولت است که با تغییر غلظت یون هیدروژن نسبی در داخل و خارج لامپ تفاوت در میلی ولت خروجی نمایان می شود.
الکترود pH دارای مقاومت داخلی بسیار بالایی است که اندازه گیری تغییر ولتاژ با pH را دشوار می کند. امپدانس ورودی pH مترعامل مهمی است. PH متر در واقع یک تقویت کننده امپدانس بالا است که ولتاژ الکترود را به طور دقیق اندازه گیری می کند و نتایج را مستقیماً در واحدهای pH روی صفحه نمایش آنالوگ یا دیجیتال نمایش می دهد. در بعضی موارد ، ولتاژها را می توان برای کاربردهای خاص یا برای استفاده با الکترودهای انتخابی یونی یا پتانسیل کاهش اکسیداسیون (ORP) نیز خواند.
الکترودهای pHمتر
فناوری الکترودهای pH طی ۵۰ تا ۶۰ سال گذشته تغییر چندانی نکرده است. با پیشرفت های فن آوری ۳۰ تا ۴۰ سال گذشته، تولید الکترود pH همچنان یک هنر است. بدنه شیشه ای خاص الکترود توسط دمنده های شیشه ای به شکل لوله های خاص در می آید. در واقع ضخامت شیشه مقاومت آن را تعیین می کند و بر میزان خروجی آن تأثیر می گذارد.
تاثیر درجە حرارت روی سنجش پی اچ متر
جبران دما در دستگاه وجود دارد ، زیرا الکترودها و اندازه گیری های pH حساس به دما هستند. جبران دما ممکن است به صورت دستی یا خودکار باشد. با جبران دستی ، اندازه گیری دمای جداگانه ای لازم است و می توان کنترل جبران دستی PH متر را با مقدار تقریبی دما تنظیم کرد. با جبران خودکار دما (ATC) ، سیگنال از یک کاوشگر درجه حرارت جداگانه به pH متر وارد می شود ، بنابراین می تواند مقدار pH نمونه را در آن دما به طور دقیق تعیین کند.
بافر های کالیبراسیون برای پی اچ متر
بافرها محلولهایی هستند که دارای مقادیر pH ثابت و دارای توانایی مقاومت در برابر تغییرات در سطح pH هستند. از آنها برای کالیبراسیون سیستم اندازه گیری pH استفاده می شود. خروجی اندازه گیری پی اچ توسط الکترود با گذشت زمان تغییر می کند. بنابراین ، سیستم باید به صورت دوره ای کالیبره شود. بافرها با طیف وسیعی از مقادیر pH در دسترس هستند، و هم به صورت مایع مخلوط شده و هم به صورت کپسول پودر خشک برای کالیبراسیون موجود هستند.
اکثر pH سنج ها در چندین درجه pH خاص نیاز به کالیبراسیون دارند. کالیبراسیون معمولاً در نزدیکی نقطه ایزوپتانسیل انجام می شود (سیگنال تولید شده توسط الکترود در pH 7 در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد ۰ میلی ولت است) ، و درجه دوم معمولاً در PH 4 یا pH 10 انجام می شود.
انواع پی اچ متر
چهار نوع اصلی از سنسورهای pH وجود دارد که می توانید از بین آنها انتخاب کنید، که شامل سنسورهای ترکیبی، سنسورهای تفاضلی، سنسورهای آزمایشگاهی و حسگرهای فرایندی هستند که هر کدام برای کاربردهای مختلف مناسب هستند. به همین شکل پی اچ متر ها بر اساس شکل نیز تقسیم بندی می شوند برای مثال پی اچ متر قلمی که به نسبت دقت پائین تری دارند اما به راحتی قابل حمل هستند. در مقابل پی اچ متر رومیزی که دقت سنجش بالاتری دارد و باتوجه به اینکه الکترودهای این دستگاه قابلیت جدا شدن دارند می توان در صورت نیاز این دستگاه را ارتقا داد. برای اطلاع بیشتر در مورد کاربرد های PH متر رومیزی این مطلب را بخوانید.
اثرات دما بر pH
دمای بالاتر از ۲۵ درجه سانتی گراد: بالا رفتن درجه حرارت باعث کاهش pH در محیط های قلیایی و افزایش pH در محیط های اسیدی می شود. یعنی افزایش دما ما را به خط خنثی پی اچ نزدیک می کند. دمای زیر ۲۵ درجه سانتیگراد به همین منوال ما را از خط خنثی پی اچ دور می کند. این که آیا دما اندازه گیری ما را مختل می کند، مسئله دقت pH مورد نیاز است. به عنوان مثال ، اگر نیاز به دقت ± ۰.۱ pH ، در pH 6 و دمای ۴۵ درجه سانتیگراد (۱۱۳ درجه فارنهایت) باشد ، خطا ۰۶/۰ است. از طرف دیگر ، با همان دقت pH ± ۰.۱، عملکرد در pH 10 و ۵۵ درجه سانتیگراد (۱۳۱ درجه فارنهایت) خطای ۰.۲۷ pH را ایجاد می کند و باید از دما سنج برای جبران این خطا به صورت برنامه ریزی استفاده کرد.
در صورت نوسان دما ، باید از جبران کننده اتوماتیک استفاده شود. اگر دما در تست های ما ثابت باشد ، می توان از یک جبران کننده دستی استفاده کرد. در صورت عدم نیاز به جبران کننده خطا ، می توان یک مقاومت ثابت را از طریق پایانه های جبران کننده دما نصب کرد. هر یک از دستگاه های فوق جبران خودکار ، جبران دستی یا مقاومت ثابت – به عنوان تابعی از مدار الکترونیکی pH متر عمل می کنند.
بدین ترتیب ، اطلاعات و قطعات باید از سازنده پی اچ متر تهیه شود. در صورت استفاده از جبران کننده های خودکار، آنها باید همیشه در محل الکترود pH قرار داشته باشند. هنگامی که الکترودها در بافر کالیبره می شوند، جبران کننده دما نیز باید در بافر باشد. برای استفاده صحیح از پی اچ متر می توانید مقاله دستورالعمل نگهداری و اساس کار با پی اچ متر را بخوانید.