рн метр — прилад для вимірювання кислотності або лужності розчину, також відомого як pH. pH — це одиниця вимірювання, яка описує ступінь кислотності або лужності. Він вимірюється за шкалою від 0 до 14 рН.
Кількісна інформація, що надається значенням pH, виражає ступінь активності кислоти або основи з точки зору активності іонів водню. Значення pH речовини безпосередньо пов'язане зі співвідношенням концентрацій іонів водню [H+] та гідроксильних іонів [OH-].
Якщо концентрація H+ більша за OH-, речовина є кислою, тобто значення pH менше 7. Якщо концентрація OH- більша за H+, речовина є лужною, зі значенням pH більше 7. Якщо присутні однакові кількості іонів H+ та OH-, речовина є нейтральною, з pH 7. Кислоти та основи мають вільні іони водню та гідроксильні іони відповідно. Визначення рн — це співвідношення між іонами водню та гідроксильними іонами в даному розчині, що є постійним для даного набору умов, і будь-який з них можна визначити, знаючи інший.
Вимірювання pH
Орієнтовно визначити рівень pH можна за допомогою pH-папірців або рідких індикаторів. Вони змінюють колір залежно від кислотності чи лужності розчину. Але ці методи мають свої мінуси: індикатори не дуже точні, а колір може бути важко правильно розпізнати, особливо якщо зразок каламутний або має власне забарвлення.
Для точного вимірювання краще використовувати pH-метр. Це зручний електронний прилад, який дає більш надійні результати, оскільки виключає людський фактор — наприклад, труднощі з розрізненням кольорів у людей з дальтонізмом чи просто різне сприйняття відтінків. Оскільки сучасні pH-метри використовують зручний цифровий дисплей, вони забезпечують набагато точніший результат, ніж pH-папір та методи титрування. В інтернет магазині https://simvolt.ua/ ви можете придбати лабораторні рН-метри для визначення ph середовища у медицині та інших галузях.
Система вимірювання pH-метра складається з трьох частин: вимірювального електрода pH, електрода порівняння та вимірювача з високим вхідним імпедансом. pH-електрод можна уявити як батарею з напругою, яка змінюється залежно від рівня pH вимірюваного розчину. Вимірювальний електрод pH являє собою скляну колбу, чутливу до іонів водню, з вихідною напругою в мілівольтах, яка змінюється залежно від змін відносної концентрації іонів водню всередині та зовні колби. Вихідна напруга електрода порівняння не змінюється залежно від активності іонів водню.
pH-електрод має дуже високий внутрішній опір, що ускладнює вимірювання зміни напруги з pH. Тому вхідний імпеданс pH-метра та опори витоку є важливими факторами для визначення що таке показник рн. pH-метр – це, по суті, підсилювач з високим імпедансом, який точно вимірює мінімальні напруги на електродах та відображає результати безпосередньо в одиницях pH на аналоговому або цифровому дисплеї. У деяких випадках напругу також можна зчитувати для спеціальних застосувань або для використання з іоноселективними електродами або електродами для вимірювання окислювально-відновного потенціалу (ОВП).
pH-електроди
Технологія pH-електродів майже не змінилася за останні 50 – 60 років. Незважаючи на всі технологічні досягнення останніх 30 – 40 років, виробництво pH-електродів залишається мистецтвом. Спеціальний скляний корпус електрода видувається до потрібної конфігурації склодувами. Це не надто передовий чи «високотехнологічний» процес, але дуже важливий і критичний крок у виробництві електродів. Фактично, товщина скла визначає його опір і впливає на його вихідну потужність, що визначає водневий показник або рн.
Буферні розчини
Буфери – це розчини, які мають постійні значення pH та здатні протистояти змінам цього рівня pH. Вони використовуються для калібрування системи вимірювання pH (електрод та вимірювач). Між вимірюваннями одного електрода та іншого можуть бути невеликі відмінності, а також зміни точності вимірювання електродів з часом. Тому систему необхідно періодично калібрувати.
Буфери доступні з широким діапазоном значень pH, і вони постачаються як у попередньо змішаній рідкій формі, так і у вигляді зручних капсул із сухим порошком. Більшість pH-метрів потребують калібрування за кількох певних значень pH. Одне калібрування зазвичай виконується з буфером pH 7, а друге зазвичай виконується при pH 4 або pH 10. Найкраще вибрати буфер якомога ближче до фактичного значення pH зразка, що вимірюватиметься. В інтернет магазині SIMVOLT ви можете придбати ph метри стаціонарний, лабораторний, ручний та портативний.
Вплив температури на pH
Коли температури зразка вище 25 °C, температурна компенсація знижує високий pH і підвищує низький pH, що призводить до наближення значення до нейтрального. Коли температури зразка нижче 25 °C, температурна компенсація підвищує високий pH (більш лужний) і знижує низький pH (більш кислий), що призводить до наближення значень до нейтральних. Необхідність використання температурної компенсації залежить від необхідної точності pH.
Коли потрібна компенсація, її можна зробити декількома способами. Якщо температура коливається, слід використовувати автоматичний компенсатор. Якщо температура постійна в межах кількох градусів Цельсія, можна використовувати ручний компенсатор. Якщо компенсатор не потрібен, на клеми температурного компенсатора можна встановити постійний резистор. Будь-який із вищезазначених пристроїв — автоматична компенсація, ручна компенсація або постійний резистор — працює як функція електронної схеми pH-метра. Таким чином, інформацію та деталі про прилад для вимірювання електрорушійної сили слід отримувати від виробника вимірювача.
Якщо використовуються автоматичні компенсатори, вони завжди повинні знаходитися в тому ж місці, що й pH-електрод. Коли електроди калібруються в буфері, температурний компенсатор також повинен знаходитися в буфері. Аналогічно, ручний температурний компенсатор слід налаштувати відповідно до температури, якої піддається pH-електрод під час калібрування та роботи.
Як відкалібрувати рН-метр?
Нижче розглянуто загальний метод калібрування для більшості pH-метрів. Деякі pH-метри вимагають дещо інших методів. Будь ласка, ознайомтеся з інструкціями щодо проведення конкретних процедур калібрування.
- Налаштування температури на вимірювачі має відповідати температурі використовуваних буферів, або необхідно використовувати автоматичну температурну компенсацію.
- Занурте очищений рН-електрод у свіжий буфер кімнатної температури з pH 7,00.
- Відрегулюйте показання ph метра точно до 7,00.
- Промийте електрод дистильованою або деіонізованою водою.
- Помістіть електрод у другий буфер, з pH 4,00 або pH 10,00.
- Відрегулюйте показання pH, щоб відобразити правильне значення.
- Промийте електрод дистильованою або деіонізованою водою та можете розпочати вимірювання.
Як обрати рН метр?
Щоб pH-метр дійсно відповідав вашим потребам, при виборі варто звернути увагу на кілька важливих характеристик:
- Точність. Подумайте, наскільки точні вимірювання вам потрібні. Якщо ви використовуєте прилад у наукових дослідженнях чи для контролю якості продукції, варто обирати більш точну модель. Для домашнього користування або шкільної лабораторії можна зупинитись на менш точному, але дешевшому варіанті. Зазвичай точність pH-метрів варіюється від ±0,1 pH до ±0,001 pH. Наприклад, модель з точністю ±0,01 підходить для лабораторій чи виробництв, тоді як ±0,1 цілком вистачить для побутового використання або навчальних цілей.
- Калібрування. Усі pH-метри слід калібрувати, щоб забезпечити точність результатів, які ви зчитуєте. Калібрування проводять за допомогою буферних розчинів pH. Найпоширеніші типи буферних розчинів — це 4, 7 та 10, і вони часто мають колірне кодування (червоним, жовтим та синім). Подумайте про придбання вимірювача, який використовує принаймні 2-точкове калібрування та калібрує результат якомога ближче до очікуваного (наприклад, для визначення ph кислотного середовища ви калібруєте свій вимірювач з буферами pH 4,0 та 7,0). Можна придбати пристрої, які мають 3-точкові та 5-точкові калібрування, що збільшує діапазон вимірювання, але навряд чи вам це знадобиться, якщо вам не потрібно тестувати широкий діапазон pH.
- Електрод. рН-електрод використовується для вимірювання концентрації іонів водню та є частиною приладу, яка занурюється в розчин. Більшість pH-електродів є скляними, але для деяких застосувань користувачам необхідно використовувати нескляні електроди, але вони коштують дорожче. Вибираючи, який pH-метр придбати, враховуйте вартість запасних електродів, оскільки вони відносно крихкі, і, ймовірно, вам знадобляться запасні електроди протягом терміну служби вашого вимірювача.
- Температура. Показники pH залежать від температури. Щоб отримати точні показники, pH-метр необхідно відкалібрувати за тієї ж температури, що й зразки, що тестуються. Деякі моделі матимуть автоматичну температурну компенсацію для компенсації коливань температури зразка.
- Портативність. Подумайте, де саме ви плануєте користуватися pH-метром. Якщо прилад знадобиться вам у польових умовах, наприклад, на виїзних дослідженнях чи перевірках, зверніть увагу на кишенькові або ручні моделі. Вони компактні, зручні у використанні, зазвичай міцні та мають водонепроникний корпус. Якщо ж прилад потрібен для роботи в лабораторії, де важлива максимальна точність і стабільність вимірювання, краще підійде настільний pH-метр. Настільні вимірювачі пропонують розширений функціонал і розроблені для довготривалої роботи. Як правило, вартість настільних вимірювачів вища, ніж їхніх портативних аналогів.
Обираючи рН-метр необхідно врахувати різні параметри, щоб даремно не витратити кошти на додаткові функції, які вам не потрібні. Але також не варто сильно економити на якості рН-метра. В офісі нашої компанії в місті Київ ви можете ознайомитися з наявними рН метрами, отримати професійну консультацію стосовно їх роботи та придбати надійний пристрій для точного визначення ph.
