Πεχάμετρα – pH

Με τεχνικούς όρους, το pH, ή το δυναμικό του υδρογόνου, είναι η δραστηριότητα ιόντων υδρογόνου σε ένα διάλυμα. Μετριέται σε λογαριθμική κλίμακα από το 0 έως το 14, όπου το 7 είναι ουδέτερο επειδή τα θετικά φορτισμένα ιόντα υδρογόνου (H+) είναι ίσα με τα αρνητικά φορτισμένα ιόντα υδροξειδίου (OH¯). Σε χαμηλές τιμές pH (από 1 έως 6), η τα ιόντα υδρογόνου είναι περισσότερα, επομένως το διάλυμα είναι όξινο. Σε υψηλές τιμές pH (από 8 έως 14), τα ιόντα υδροξειδίου είναι περισσότερα και το διάλυμα είναι αλκαλικό.

pH και θερμοκρασία

Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία ενός διαλύματος, αυξάνεται και η κινητικότητα των ιόντων. Δεδομένου ότι με το pH  μετράμε την δραστηριότητα των ιόντων υδρογόνου, η καθοδηγούμενη από τη θερμοκρασία αύξηση στην κίνηση των ιόντων μεταφράζεται σε αλλαγή στο pH. Ομοίως, μια μείωση της θερμοκρασίας ενός διαλύματος οδηγεί σε μείωση της κινητικότητας των ιόντων και συνεπώς αλλαγή στο pH. Απαιτείται αντιστάθμιση θερμοκρασίας για να έχουμε ακριβείς μετρήσεις!

Σε παλαιότερα όργανα μέτρησης pH, ο χειριστής να συμβουλευτεί ένα πίνακα μετατροπής του pH σε σχέση με την θερμοκρασία. Ο πίνακας δεν ήταν πάντοτε απολύτου ακριβείας και ταυτόχρονα ήταν μια χρονοβόρα διαδικασία για τον χρήστη.

Η λειτουργία της αυτόματης αντιστάθμισης θερμοκρασίας (ATC), σας δίνει στην οθόνη του πεχαμέτρου την σωστή μέτρηση του pH, δίνοντάς σας πιο ακριβείς μετρήσεις.

Τι είναι το πεχάμετρο;

Το πεχάμετρο είναι ένα επιστημονικό όργανο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του pH ή της οξύτητας ενός διαλύματος που κυμαίνεται μεταξύ 0 και 14. Ένα πεχάμετρο αποτελείται από:

• ένα ηλεκτρόδιο pH (το οποίο περιλαμβάνει εσωτερικά: μισό τμήμα για την ανίχνευση του pH, και μισό τμήμα με ηλεκτρόδιο αναφοράς (αυτό μπορεί να είναι άργυρος/χλωριούχος άργυρος, χλωριούχος υδράργυρος ή χλωριούχο κάλιο)
• ένα ψηφιακό μετρητή για την εμφάνιση της τιμής του pH του διαλύματος δείγματος
• ένα θερμόμετρο (το οποίο μπορεί να είναι ξεχωριστό ή να είναι ενσωματωμένο στο ηλεκτρόδιο του pH).

Γιατί πρέπει να ρυθμίζουμε το πεχάμετρο;

Πριν από τη χρήση, το πεχάμετρο πρέπει να βαθμονομηθεί/ρυθμισθεί μέσω των υγρών διαλυμάτων βαθμονόμησης (buffers). Αυτά είναι ρυθμιστικά διαλύματα με γνωστή σταθερή τιμή pH. Με αυτόν τον τρόπο, η μετρούμενη ένδειξη μπορεί να συσχετιστεί με την κλίμακα pH.

Χρησιμοποιείτε τακτικά το πεχάμετρο; Φροντίστε να το βαθμονομείτε τακτικά για να εξασφαλίζετε αξιόπιστες μετρήσεις.

Βήματα για τη βαθμονόμηση του πεχαμέτρου

Τα περισσότερα πεχάμετρα της Hanna Instruments λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, αλλά θα πρέπει πάντα να ελέγχετε τι λέει το εγχειρίδιό σας. Μια γενική επισκόπηση της διαδικασίας βαθμονόμησης παρέχεται εδώ:

1.  Τοποθετήστε το όργανο σε λειτουργία βαθμονόμησης πατώντας το κουμπί CAL ή κρατώντας πατημένο το κουμπί ON/OFF μέχρι να εμφανιστεί η ένδειξη CAL στην οθόνη
2. Σε αυτό το σημείο οι περισσότεροι μετρητές θα προτρέψουν τη χρήση του Buffer01 και όλοι οι μετρητές θα πρέπει πρώτα να βαθμονομηθούν σε Buffer pH 7
3. Τοποθετήστε το ηλεκτρόδιο σε διάλυμα ρυθμιστικού διαλύματος 7 έτσι ώστε το ηλεκτρόδιο να βυθιστεί για περίπου 2 εκατοστά. Τα πεχάμετρα της Hanna είναι προγραμματισμένα ώστε να αναγνωρίζουν αυτόματα τα buffers
4. Ενώ το πεχάμετρο περιμένει να σταθεροποιηθεί η ένδειξη, θα αναβοσβήνει ένα σύμβολο ρολογιού ή σύμβολο κλεψύδρας (σε ​​ορισμένα πεχάμετρα τσέπης, θα αναβοσβήνει η ένδειξη). Εάν το πεχάμετρο δεν μπορεί να αναγνωρίσει το buffer, εμφανίζεται το μήνυμα WRONG στην οθόνη
5. Μόλις το πεχάμετρο φτάσει σε μια σταθερή ένδειξη, θα βαθμονομηθεί αυτόματα. Στη συνέχεια, το πεχάμετρο ζητά να χρησιμοποιηθεί το επόμενο ρυθμιστικό διάλυμα – η οθόνη δείχνει «USE01»
6. Aφαιρέστε το ηλεκτρόδιο από το ρυθμιστικό διάλυμα 7 και ξεπλύνετε με νερό της βρύσης (ή απιονισμένο νερό)
7. Στη συνέχεια, τοποθετήστε το ηλεκτρόδιο στο ρυθμιστικό διάλυμα 4. Και πάλι το πεχάμετρο θα δείξει ότι η ένδειξη σταθεροποιείται είτε εμφανίζοντας ένα σύμβολο κλεψύδρας/ρολόι (σε ​​ορισμένα πεχάμετρα τσέπης, θα αναβοσβήνει η ένδειξη).

 Η συχνότητα της βαθμονόμησης εξαρτάται τελικά από το πόσο σημαντική είναι για εσάς η ακρίβεια. Η καθημερινή βαθμονόμηση είναι ιδανική.

Μετράτε σωστά το pH ή την οξύτητα;

Η οξύτητα είναι μια βασική παράμετρος σε πολλές εργαστηριακές διεργασίες. Η ακριβής ανάλυση pH απαιτεί τον κατάλληλο εξοπλισμό, την κατάλληλη δειγματοληψία και την αποτελεσματική εκτέλεση. Ο χρόνος που αφιερώνεται στην ανάλυση pH χωρίς τον κατάλληλο εξοπλισμό οδηγεί σε σπατάλη διεργασιών.

Παρόλο που υπάρχει σχέση μεταξύ του pH και της οξύτητας, αλληλοαποκλείονται:

• Οξύτητα είναι η συγκέντρωση του οξέος που υπάρχει σε ένα διάλυμα, μετρούμενη με τιτλοδότηση
• Το pH είναι ο βαθμός στον οποίο κάτι είναι όξινο ή βασικό, μετρούμενο με πεχάμετρο και ηλεκτρόδιο.

Πώς μετριέται το pH;

Ένα ηλεκτρόδιο μέτρησης pH αποτελείται από τέσσερα κύρια μέρη:

• ένα μισό στοιχείο, ο θάλαμος ανίχνευσης pH. Αποτελείται από ένα εσωτερικό ηλεκτρόδιο με σταθερό ηλεκτρολύτη και μια ειδική γυάλινη μεμβράνη (κεφαλή του ηλεκτροδίου) που αντιδρά στη δραστηριότητα ιόντων υδρογόνου του δείγματός σας
• το άλλο μισό στοιχείο, ο θάλαμος του ηλεκτρόδιου αναφοράς. Παρέχει μια γνωστή, σταθερή τάση και δεν είναι αντιδρά στο διάλυμα του δείγματος. Η τάση του ηλεκτροδίου pH μετριέται σε σχέση με την σταθερή τάση του θαλάμου αναφοράς
• ένα ψηφιακό όργανο μέτρησης για την εμφάνιση της τιμής του pH. Επεξεργάζεται την τάση από το ηλεκτροχημικό στοιχείο και τη μετατρέπει σε μια σημαντική μονάδα μέτρησης: το pH
• το προς μέτρηση διάλυμα.

 Όλα αυτά μαζί, σχηματίζουν ένα ηλεκτροχημικό κύκλωμα που μετρά το pH του δείγματός σας.