pH

اسید سنج یا PH متر چیست؟ PH Meter

اسید سنج و یا PHمتر دستگاهی است که به منظور اندازه گیری میزان اسیدی یا قلیایی بودن مایعات بکار می رود. PH واژه ای است که جهت تعریف میزان یون های معادل هیدروژن موجود در محلول استفاده می شود. اندازه گیری میزان اسیدی بودن مایعات در بسیاری از صنایع از قبیل صنایع غذایی ، دارویی ، صنایع کشاورزی و دامپروری ، تصفیه خانه ها ، آزمایشگاه های صنعتی و پزشکی و در سایر صنایع که اندازه گیری میزان اسید آن مورد نیاز باشد مورد استفاده قرار می گیرد

تعریف phسنج :

PH از لغت فرانسوی Hydrogene گرفته شده ، اصطلاح ph که مخفف دو کلمه Hydrogene و power است بیانگر قدرت یونی هیدروژن در آب می باشد به عبارت دیگر نسبت مولوکول های یونیزه شده به غیر یونیزه شده در محیط های آبی را pH می گویند. مقیاس pH معمولاً از 0 یا 1 تا 14 کشیده می شود تعریف مناسب pH این است که منهای لگاریتم فعالیت یون هیدروژن در یک محلول است (یا اگر ترجیح می دهید لگاریتم متقابل فعالیت یون هیدروژن در محلول باشد). pH 1 به معنای 101 است (که فقط 10 است) و pH 7 به معنای 107 (10 میلیون) است ، بنابراین تقسیم این دو به ما 106 (یک میلیون) می دهد. 10 میلیون میلیون (1013) یون هیدروژن بیشتر از آب بسیار قلیایی و با PH 14 وجود خواهد داشت

اسید سنج از چه چیزی ساخته شده است؟

یک اسید سنج معمولی دارای دو جز اساسی است: خود متر ، که می تواند یک سیم پیچ متحرک باشد (یکی با اشاره گر که در برابر مقیاس حرکت می کند) یا یک متر دیجیتال (با صفحه نمایش عددی) ، و یا یک یا دو پروب را وارد محلولی می کنید که آزمایش می کنید. برای اینکه جریان الکتریسیته از طریق چیزی جریان یابد ، باید یک مدار الکتریکی کامل ایجاد کنید. بنابراین ، برای اینکه جریان الکتریسیته از طریق محلول آزمایش جریان یابد ، باید دو الکترود (پایانه های الکتریکی) در آن قرار دهید. اگر pH متر شما دارای دو پروب است ، هر یک الکترود جداگانه ای است، هر دو الکترود برای سادگی و راحتی در داخل آن ساخته شده اند.
الکترودها مانند الکترودهای معمولی (قطعات ساده سیم فلزی) نیستند. هر کدام به تنهایی یک مجموعه کوچک شیمیایی هستند. الکترودی که مهمترین کار را انجام می دهد ، که به آن الکترود شیشه ای می گویند ، دارای یک سیم الکتریکی مبتنی بر نقره است که در محلول کلرید پتاسیم معلق است ، درون یک لامپ نازک (یا غشا membrane) ساخته شده از یک لیوان مخصوص حاوی نمک های فلزی است (به طور معمول ترکیبات سدیم و کلسیم). الکترود دیگر الکترود مرجع نامیده می شود و دارای سیم کلرید پتاسیم است که در محلول کلرید پتاسیم معلق است.

اسید سنج از چه چیزی ساخته شده است؟

یک اسید سنج معمولی دارای دو جز اساسی است: خود متر ، که می تواند یک سیم پیچ متحرک باشد (یکی با اشاره گر که در برابر مقیاس حرکت می کند) یا یک متر دیجیتال (با صفحه نمایش عددی) ، و یا یک یا دو پروب را وارد محلولی می کنید که آزمایش می کنید. برای اینکه جریان الکتریسیته از طریق چیزی جریان یابد ، باید یک مدار الکتریکی کامل ایجاد کنید. بنابراین ، برای اینکه جریان الکتریسیته از طریق محلول آزمایش جریان یابد ، باید دو الکترود (پایانه های الکتریکی) در آن قرار دهید. اگر pH متر شما دارای دو پروب است ، هر یک الکترود جداگانه ای است، هر دو الکترود برای سادگی و راحتی در داخل آن ساخته شده اند.
الکترودها مانند الکترودهای معمولی (قطعات ساده سیم فلزی) نیستند. هر کدام به تنهایی یک مجموعه کوچک شیمیایی هستند. الکترودی که مهمترین کار را انجام می دهد ، که به آن الکترود شیشه ای می گویند ، دارای یک سیم الکتریکی مبتنی بر نقره است که در محلول کلرید پتاسیم معلق است ، درون یک لامپ نازک (یا غشا membrane) ساخته شده از یک لیوان مخصوص حاوی نمک های فلزی است (به طور معمول ترکیبات سدیم و کلسیم). الکترود دیگر الکترود مرجع نامیده می شود و دارای سیم کلرید پتاسیم است که در محلول کلرید پتاسیم معلق است.

قسمت های کلیدی pH متر

(1) محلول مورد آزمایش. (2) الکترود شیشه ای ، متشکل از (3) یک لایه نازک شیشه سیلیس حاوی نمک های فلزی ، که در داخل آن محلول کلرید پتاسیم (4) و یک الکترود داخلی (5) ساخته شده از کلرید نقره / نقره وجود دارد. (6) یون های هیدروژن تشکیل شده در محلول آزمایش با سطح خارجی شیشه برهم کنش دارند. (7) یون های هیدروژن تشکیل شده در محلول کلرید پتاسیم با سطح داخلی لیوان برهم کنش دارند. (8) متر اختلاف ولتاژ بین دو طرف شیشه را اندازه گیری می کند و این "اختلاف پتانسیل" را به میزان خواندن PH تبدیل می کند. (9) الکترود مرجع به عنوان یک خط مبنا یا مرجع برای اندازه گیری عمل می کند

اندازه گیری دقیق pH با اسید سنج

برای اینکه PH متر دقیق باشد ، باید به درستی کالیبره شود (متر به طور دقیق اندازه گیری ولتاژ را به اندازه گیری PH تبدیل می کند) ، بنابراین قبل از شروع استفاده از آنها معمولاً نیاز به آزمایش و تنظیم دارند. (نحوه کالیبره کردن PHمتر) شما می توانید pH متر را با غوطه ور کردن در بافرها (محلول های آزمایش pH شناخته شده) کالیبره کنید و متر را بر اساس آن تنظیم کنید. یکی دیگر از موارد مهم این است که اندازه گیری pH به این روش به دما بستگی دارد. بعضی از اسید سنج ها نیاز به دماسنج داخلی دارند و با تغییر دما ، اندازه گیری pH خود را به طور خودکار اصلاح می کنند. این موارد در صورت انجام نوسانات دما در حین انجام چندین اندازه گیری متفاوت ، بهترین حالت را دارند. روش دیگر ، شما می توانید اندازه گیری pH را خودتان اصلاح کنید یا با کالیبره کردن دستگاه خود و اندازه گیری pH در دمای کاملاً یکسان ، آن را مجاز کنید.

چه کسی pH متر را اختراع کرده است؟

فریتس هابر (شیمیایی 1868–1868) شیمی دان آلمانی ، برنده جایزه نوبل ، و دانش آموز Zygmunt Klemensiewicz او (1886–1963) ایده الکترود شیشه را در سال 1909 توسعه دادند. هنگامی که آرنولد بکمن ، شیمی دان آمریکایی (1900–2004) فهمید که چگونه می توان الکترود شیشه ای را به یک تقویت کننده و ولت متر متصل کرد تا سازه ای بسیار حساس تر بسازد..
تقویت کننده اصلی آرنولد بکمن با PH متر ثبت اختراع خود در سال 1936. هنگامی که یک جفت الکترود (یک الکترود شیشه ای ، 14 ، در سمت چپ و یک الکترود دوم ، 15 ، در سمت راست) در محلول آزمایش معلق می شوند (آبی) ، یک ولتاژ (اختلاف پتانسیل) بین آنها متناسب با pH محلول آزمایش. این دستگاه با یک آمپرمتر ساده که pH را نشان می دهد به یک مدار تقویت کننده لوله خلاuum (نشان داده نشده است) سیم می شود.

کالیبره کردن PH متر

قبل از استفاده از دستگاه PHمتر باید دستگاه کالیبره شود. محلول های بافری با PH های معلوم برای چنین کاری مناسب هستند.
دستگاه PH متر را روشن می کنیم، الکترود را با آب مقطر می شوییم . آن را تکان می دهیم تا خشک شود. سپس آن را درون بشری که حاوی محلول بافری با PH 7 است قرار می دهیم صبر می کنیم تا عدد روی صفحه نمایش ثابت شود. الکترود را با آب مقطر می شوییم به خوبی آن را تکان می دهیم تا آب آن گرفته شود. بعد داخل محلول بافر با PH 4 قرار می دهیم تا PH متر به حالت ثبات قرار گیرد.
کالیبره کردن دستگاه را از طریق اندازه گیری در PH استاندارد 7 کنترل می نماییم. برای انجام این کار الکترود باید در داخل محلول قرار گیرد.در این مرحله PH متر آماده است.
در این مرحله مقدار کافی از نمونه را داخل بشر 100 میلی لیتر می ریزیم و الکترود را داخل آن غوطه ور می کنیم و می گذاریم حدود 2 دقیقه دستگاه به حالت ثبات نماند، وقتی عدد روی دستگاه ثابت شد از روی صفحه نمایش مقدار PH نمونه مورد نظر را می خوانیم.

اثر دما بر pH :

درجه حرارت بالاتر از 25 درجه سانتیگراد : جبران دما pH بالا را کاهش می دهد و pH کم را بالا می برد و در نتیجه مقدار آن به خنثی نزدیک می شود. درجه حرارت زیر 25 درجه سانتیگراد : جبران درجه حرارت باعث افزایش pH بالا (اساسی تر) و pH کم (اسیدی تر) می شود ، و در نتیجه مقادیری دورتر از خنثی قرار می گیرد. استفاده از نیاز به جبران دما یا عدم استفاده از آن ، مربوط به دقت pH لازم است. به عنوان مثال ، اگر میزان دقت آن pH 0.1 pH pH باشد ، در pH 6 و درجه حرارت 45 درجه سانتیگراد (113 درجه فارنهایت) ، خطا 0.06 است ، خوب در حد نیازهای دقیق. از طرف دیگر ، با همان میزان دقت pH pH 0.1 ± ، کارکردن در pH 10 و 55 درجه سانتیگراد (131 درجه فارنهایت) خطای 0.27 pH را به همراه دارد و باید از جبران خسارت استفاده کرد.

در صورت نیاز به جبران خسارت می توان از یکی از دو روش انجام داد. اگر دما در نوسان باشد ، باید از جبران ساز اتوماتیک استفاده شود. اگر دما در چند درجه سانتیگراد ثابت باشد ، می توان از جبران ساز دستی استفاده کرد. در صورت عدم نیاز به جبران ساز ، می توان یک مقاومت ثابت در سراسر پایانه های جبران کننده دما نصب کرد. هر یک از دستگاه های فوق - جبران ساز خودکار ، جبران ساز دستی یا مقاومت ثابت - به عنوان تابعی از مدار الکترونیکی pH سنج عمل می کند. به این ترتیب ، اطلاعات و قطعات باید از تولید کننده کنتور بدست آید. در صورت استفاده از جبران ساز های اتوماتیک ، همیشه باید در محل مشابه الکترود pH قرار داشته باشند. هنگامی که الکترودها در بافر کالیبره می شوند ، جبران کننده دما نیز باید در بافر باشد. در یک روش مشابه ، یک جبران ساز دمای دستی باید تنظیم شود تا منعکس کننده دمایی باشد که الکترود pH در طول هر دو کالیبراسیون و عملکرد در معرض آن باشد.