Misuratore di pH

Consigli per l'acquisto di un misuratore di pH

Il valore del pH descrive il carattere di una soluzione acquosa rispetto a un allineamento acido o basico. Quest'ultimo, acido o basico, dipende dall'attività degli ioni idrogeno. Il pH è un fattore importante nel nostro ecosistema. Ecco alcuni esempi:

Nel mondo vegetale, il pH del terreno ha un impatto sull'assorbimento dei nutrienti da parte delle radici e quindi sulla crescita complessiva della pianta.

Il sangue umano in genere deve avere un pH compreso tra 7,35 e 7,45. Se il pH del sangue è basso, l'emoglobina assorbe meno ossigeno e si verifica l'acidosi; al contrario, quando il pH del sangue è più alto, si verifica l'alcalosi.

Nel mondo sottomarino, alcune specie di pesci hanno bisogno di un ambiente piuttosto acido e altre piuttosto alcalino.

Nel campo della chimica, il valore del pH è un indicatore della forza di un acido o di una base.

Per determinare il valore del pH si utilizzano vari metodi o un dispositivo di misurazione / misuratore di pH.

I fotometri per il pH utilizzano anche l'effetto del cambiamento di colore. Per la misurazione è necessario prelevare un campione d'acqua e poi misurarlo in due fasi. Durante la fase di misurazione 1, viene eseguito un test in bianco (viene prelevato solo il campione). Prima della seconda fase di misurazione, al campione viene aggiunto un reagente che provoca il cambiamento di colore del campione. In questo caso, il cambiamento di colore viene realizzato con un sistema di misurazione ottica e convertito direttamente nel valore di pH. I costi di manutenzione di un misuratore di pH basato sulla procedura fotometrica sono relativamente bassi, ma sono necessari dei reagenti per ogni misurazione.

Una misurazione rapida e semplice viene effettuata con un misuratore di pH, dotato di un elettrodo. Questi strumenti di misura sono disponibili come dispositivi da tavolo o portatili e come unità di misura a installazione fissa. La misurazione con un elettrodo è il metodo di misura più comunemente utilizzato per determinare il valore del pH.

Per le applicazioni di laboratorio, vengono generalmente utilizzati dispositivi da banco con elettrodi di vetro. Questi elettrodi di vetro con pareti molto sottili richiedono una manipolazione molto attenta. Per questo motivo, nelle operazioni di laboratorio, gli elettrodi di vetro vengono utilizzati con un portaelettrodi, che li sostiene ed è bilanciato da molle. Nella maggior parte dei casi, un misuratore di pH da banco dispone di una memoria interna o di un'interfaccia che consente di trasferire al PC i dati registrati o misurati. Per quanto riguarda l'alimentazione, oltre ai dispositivi con normale funzionamento a rete, sono disponibili alcuni modelli di misuratori di pH che funzionano anche tramite batteria o pacco batteria. Questo tipo di misuratore di pH è molto flessibile e può essere utilizzato anche per misurazioni in loco.

I sistemi di misurazione del pH a installazione fissa sono utilizzati quando il valore del pH deve essere costantemente misurato o regolato. Questi misuratori di pH sono utilizzati principalmente come trasmettitori e inviano i valori misurati come segnali analogici a distanza. I segnali analogici, p. 4 ... 20 mA o 0 ... 10 V, vengono elaborati nei controlli elettronici ed eventualmente trasmessi a display, dispositivi di dosaggio o pompe e valvole.

La maggior parte dei misuratori di pH presenti sul mercato è costituita da strumenti portatili.

Un misuratore di pH portatile viene offerto in molte versioni diverse e con diversi equipaggiamenti. I dispositivi di misurazione del pH, che formano un'unità solida con l'elettrodo, sono generalmente chiamati misuratori di pH. Questi misuratori di pH sono i dispositivi più economici e vengono utilizzati in applicazioni che richiedono poche misurazioni. Poiché tutti gli elettrodi di pH sono soggetti a deflessione e quindi anche all'usura, al momento dell'acquisto di un misuratori di pH si deve considerare che l'elettrodo può essere sostituito. Gli strumenti di misura del pH mobili con elettrodo sostituibile/rimuovibile possono essere utilizzati in quasi tutti i settori, grazie alla possibilità di cambiare rapidamente l'elettrodo con uno speciale. Un misuratore mobile di pH è spesso dotato di memorie dei valori misurati, che possono registrare il valore corrente o, se è disponibile la funzione di registrazione, l'intera serie di misure. Le memorie dei valori misurati sono progettate come memoria interna o come registratore su scheda SD. Da questi misuratori di pH, i valori possono sempre essere trasferiti a un PC e lì elaborati. Per l'applicazione in ambienti umidi, il misuratore di pH e il dispositivo portatile devono essere dotati di un'adeguata protezione IP.

La scelta dell'elettrodo di pH deve sempre basarsi sull'applicazione. Pertanto, nei casi più comuni, per il misuratore di pH portatile si scelgono elettrodi con custodia in plastica e riempimento in gel. Questi elettrodi sono relativamente stabili dal punto di vista meccanico e non vengono distrutti direttamente dall'impatto con le pareti e i bordi del contenitore. Per il settore alimentare, sono disponibili elettrodi con punta conica o elettrodi incorporati in una lama di acciaio inossidabile. Per evitare di ridurre la durata degli elettrodi, è necessario pulirli sempre dopo l'uso. A seconda dell'applicazione, sono necessarie soluzioni di pulizia speciali. Nel caso di applicazioni in acqua pulita o mezzi analoghi, è sufficiente pulire con acqua di rubinetto e risciacquare con acqua distillata. La conservazione degli elettrodi di pH deve sempre avvenire in una soluzione di conservazione per elettrodi di pH. Per compensare la suddetta deriva degli elettrodi di pH, di tanto in tanto è necessaria una calibrazione del misuratore di pH con l'elettrodo. A tale scopo, ad esempio, si possono utilizzare soluzioni di calibrazione con valori di pH pari a 4, 7 o 10. Se le misurazioni del pH vengono effettuate in fluidi a temperature superiori a 25 °C, si consigliano misuratori di pH con compensazione automatica della temperatura (ATC). Negli strumenti di misura del pH con ATC, la variazione del valore misurato causata dalla temperatura viene annullata/eliminata.

Informazioni generiche sul misuratore di pH:

Il misuratore di pH è uno strumento di misura che indica il valore del pH di una soluzione acquosa. Il valore è ottenuto per via elettrochimica e non sulla base di indicatori acidi (strisce). Il principio di funzionamento più comunemente utilizzato impiega il potenziale di un elettrodo di vetro. Una reazione nella membrana di vetro genera un potenziale elettrochimico che dipende direttamente dalla concentrazione di ioni H. Dalla differenza di potenziale agli elettrodi di riferimento si genera una tensione che indica linearmente il valore del pH. Nella maggior parte dei casi, come elettrodo di riferimento si può utilizzare una cella al cloruro d'argento, che viene rivestita con un elettrodo di vetro, formando così un circuito di misura. L'elettrodo di riferimento è collegato alla soluzione tramite un diaframma, solitamente composto da una spugna di vetro, ceramica o platino. La maggior parte degli elettrodi dei misuratori di pH deve essere conservata almeno in un becker di acqua di rubinetto, ma è meglio conservarla in una soluzione salina.

Quando si utilizza un misuratore di pH, tenere sempre presente quanto segue:
In caso di uso continuo o se lo strumento non è stato utilizzato per molto tempo, è necessario ricalibrarlo. La deriva naturale a cui sono soggetti gli elettrodi di pH deve essere eliminata. La maggior parte dei misuratori di pH integra una funzione di calibrazione, per cui non è più necessario utilizzare viti per calibrare il dispositivo. In ogni caso, è necessario disporre delle soluzioni di calibrazione corrispondenti, disponibili in flaconi di diverse dimensioni.

Misuratore di pH per il monitoraggio del valore di pH dell'acqua e delle acque reflue
Il pH è un parametro definito dalla concentrazione di ioni idrogeno in una soluzione acquosa. Ha un'influenza decisiva su qualsiasi reazione chimica che avviene in quella soluzione, in quanto, a seconda del suo valore, consente o meno lo svolgimento di una determinata reazione chimica. Da ciò è facile dedurre che sia il controllo tramite un misuratore di pH che la gestione del valore del pH saranno decisivi, sia nel controllo dell'acqua potabile per il consumo umano che nel trattamento delle acque reflue stesse.

Nel trattamento delle acque reflue, il problema si riduce essenzialmente alla rimozione di tutti i tipi di composti organici e di elementi tossici inorganici (metalli pesanti, ecc.) che possono essere presenti nell'acqua a causa dell'uso urbano o degli scarichi industriali.

In genere, il processo di trattamento delle acque reflue inizia, a seconda dell'origine delle acque reflue, con processi puramente fisici per separare gli elementi più grandi (rifiuti, elementi organici o inorganici di dimensioni corrispondenti, ecc.) In questi processi fisici, come la rimozione dei solidi, la disoleazione, la dissabbiatura, ecc. il valore del pH non gioca un ruolo decisivo. Tuttavia, a partire da questo punto e nei successivi processi di depurazione, il pH (insieme ad altri parametri fondamentali come la presenza di ossigeno e la temperatura) sarà determinante per il completamento del processo di trattamento delle acque reflue. È qui che il misuratore di pH diventa particolarmente importante.

Il semplice fatto che il valore del pH dell'acqua sia troppo basso o troppo alto è di per sé un fattore decisivo per rendere l'acqua non idonea all'immissione nell'ambiente (laghi, fiumi, ecc.), per non parlare del consumo umano. Già solo per questo motivo è necessario monitorare il pH dell'acqua e correggerlo se necessario. Ma i suoi effetti vanno ben oltre nei processi di depurazione, ad esempio nella rimozione dei metalli pesanti e di altri elementi inorganici tossici che non possono essere rimossi dal processo di depurazione fisica. Il valore del pH, rispettivamente la concentrazione di ioni idrogeno o di gruppi ossidrilici in un mezzo acquoso, a seconda che si tratti di un mezzo acido o alcalino, ha una grande influenza sul fatto che, ad esempio, un determinato composto metallico rimanga disciolto nell'acqua o, al contrario, reagisca con i gruppi ossidrilici per formare sali più o meno insolubili e possa quindi essere facilmente separato dagli altri componenti dell'acqua applicando uno dei processi fisici sopra descritti.

Ogni composto ha determinati valori di pH che si possono trovare in una forma chimica o in un'altra. Pertanto, la corretta gestione e il controllo del valore del pH dell'acqua mediante un apposito misuratore di pH determineranno il successo o il fallimento della purificazione di alcuni elementi.

È noto, infatti, che il valore del pH ha un'influenza decisiva sull'eliminazione di tutti i tipi di microrganismi patogeni. Questi microrganismi, come l'enterobatterio Escherichia coli, possono essere presenti nelle acque reflue, ad esempio attraverso lo scarico diretto di acque reflue o di feci. Un trattamento che consiste nell'abbassare il pH al di sotto di un certo livello (a seconda degli agenti patogeni che vogliamo colpire) può essere estremamente efficace per raggiungere i nostri obiettivi. È ovvio che, dopo questo trattamento, è essenziale avvicinare il valore del pH alla neutralità e alla compatibilità con tutti gli altri organismi viventi prima di immetterlo nell'ambiente.

Soprattutto quando l'acqua viene clorata per renderla idonea al consumo, cioè per renderla potabile, il valore del pH è di nuovo decisivo per stabilire se il processo è davvero efficace o meno. Per ragioni simili a quelle già menzionate per altri composti inorganici presenti nell'acqua, anche nel caso del cloro il valore del pH sarà decisivo per la formazione di uno o dell'altro tipo di composto e farà la differenza se il cloro svilupperà effettivamente il suo effetto disinfettante o meno. Oltre ad altri fattori di influenza, come la durezza dell'acqua, valori di pH inferiori a 6,5-6 o superiori a 8 ostacolano l'efficacia del processo.

È noto che il pH non è altro che una misura dell'attività degli ioni idrogeno in una particolare soluzione e il suo valore determina in ultima analisi quanto sia acido o alcalino il mezzo in cui viene misurato. Solo tenendo conto di questa prima definizione, risulta evidente la prima conseguenza di questo parametro sulla qualità organolettica sia degli alimenti che dei prodotti ortofrutticoli: l'acidità sarà in definitiva un fattore determinante nella definizione del gusto di qualsiasi alimento. Pertanto, la misurazione con un misuratore di pH è molto importante.

L'acidità determina direttamente il gusto di molte materie prime, come ad esempio alcuni tipi di frutta. Infatti, la maggior parte degli alimenti, soprattutto la frutta, sono acidi, cioè con valori di pH inferiori a 7, che indica la neutralità. Solo pochi alimenti sono alcalini, ovvero con un valore di pH superiore a 7.

Tuttavia, il pH non influisce solo sul gusto più o meno acido nel senso primario del termine in molte materie prime. Soprattutto negli alimenti trasformati, come i processi di fermentazione (in questo caso, prodotti come il vino o il formaggio), troviamo che il pH (quasi sempre insieme al fattore temperatura, che è spesso strettamente correlato), ha un'influenza diretta su parametri cruciali della qualità organolettica e del gusto di un alimento, come la consistenza dell'alimento o i sapori di un tipo o di un altro che risultano da queste fermentazioni. Il controllo del pH mediante il misuratore di pH, e quindi del tipo di fauna microbica coinvolta nel processo di fermentazione, può fare la differenza tra un prodotto chiaramente riconoscibile e apprezzato dal cliente e per il quale è disposto a pagare un prezzo elevato, e un prodotto che dovrà essere eliminato.

Come se tutto ciò non bastasse, c'è un ultimo fattore in cui il pH gioca un ruolo cruciale nel settore agroalimentare: la conservazione degli alimenti. Ad esempio, l'uso dell'aceto è noto da tempo come uno dei metodi più efficaci per conservare alcuni alimenti (industria della salatura). Questo perché l'elevata acidità preserva gli alimenti. Come indicato in precedenza, quasi tutti i microrganismi hanno una sensibilità significativa al pH, e questo include in particolare quei microrganismi (batteri, funghi, ecc.) che possono essere dannosi per un prodotto alimentare e rovinarlo per la commercializzazione e il consumo. Un pH sufficientemente basso, se non inibisce completamente l'invasione di microrganismi nocivi, può almeno minimizzare o ritardare tale invasione, prolungando la durata di conservazione dell'alimento, che può essere ulteriormente prolungata dall'uso corretto di altri parametri importanti come la temperatura (processi di sterilizzazione o congelamento).

In conseguenza di tutto ciò, è chiaro che nel settore agroalimentare, e in particolare durante il processo di produzione degli alimenti più trasformati, è essenziale controllare il pH, sia specificamente in alcuni punti critici del processo, mediante un misuratore di pH portatile o anche con un misuratore di pH a installazione fissa che include un elettrodo per la misurazione continua. Ciò consente un controllo molto più intensivo della produzione, se il processo lo richiede.

Gli elettrodi del misuratore di pH sono generalmente progettati per la misurazione mediante immersione diretta in una soluzione acquosa. Tuttavia, per la misurazione in alcuni alimenti solidi, come la frutta, il formaggio o la carne, sono disponibili sul mercato elettrodi speciali (con lame) che possono essere inseriti direttamente nell'alimento stesso e misurare il valore del pH.

Misurare il valore del pH nelle acque reflue

Un fattore che contribuisce alla vita nell'acqua è il corretto valore del pH. Infatti, la vita di molti organismi acquatici è possibile solo se il valore del pH è compreso tra 5 e 9, e per alcuni organismi anche in un intervallo più ristretto tra 6 e 8. Questo vale sia per la fauna acquatica che per la flora o le piante acquatiche. Questo vale sia per la fauna acquatica che per la flora o le piante acquatiche. Le acque reflue possono avere un'influenza negativa se il valore del pH è troppo alto o troppo basso. Inoltre, diversi organismi sono molto sensibili alle variazioni del valore del pH. Pertanto, prima che le acque reflue finiscano nei fiumi o nei laghi, devono essere adeguatamente depurate.

Non bisogna dimenticare che alcuni batteri e altri organismi svolgono un ruolo attivo nel trattamento delle acque reflue. Infatti, è molto importante che gli impianti di trattamento delle acque reflue monitorino costantemente il valore del pH delle acque reflue. Lo scopo di un impianto di trattamento delle acque reflue è quello di depurarle. A tal fine, vengono utilizzati trattamenti meccanici, biologici e chimici. Il processo di purificazione dell'acqua prevede che tutti e tre i tipi di trattamento vengano utilizzati in successione. Tuttavia, solo un valore di pH vicino alla neutralità o a pH7 consente ai microrganismi di agire correttamente e di rimuovere efficacemente i composti azotati.

La misurazione del pH delle acque reflue è importante anche per un altro motivo. Un valore di pH troppo alto o troppo basso può danneggiare le tubature e gli impianti tecnici. Il controllo del valore del pH protegge anche il calcestruzzo e il metallo dalla corrosione. Per il settore industriale è fondamentale controllare il valore del pH delle acque reflue. In questo modo si evitano costose riparazioni nel tempo.

Sono molti i fattori che influenzano il valore del pH delle acque reflue. Nel settore privato, va ovviamente menzionato l'uso di prodotti per la pulizia, come detergenti, ammorbidenti e altri. Molti di questi detergenti sono solitamente alcalini, con un valore di pH compreso tra 8 e 10, ma esistono anche detergenti più acidi. A seconda del tipo di sporco, si utilizza un tipo di prodotto o un altro.

D'altra parte, c'è il settore industriale con i suoi rifiuti industriali. Molti processi industriali richiedono l'utilizzo di milioni di litri d'acqua all'anno. Per esempio, gli impianti di sbiancamento dei tessuti o le fabbriche generano per lo più acque reflue piuttosto acide. Anche la metallurgia scarica acque acide. Tutto ciò significa che le acque reflue sono raramente a pH neutro. Per questo motivo è necessario neutralizzare le acque reflue. L'uso di un misuratore di pH, fisso o portatile, aiuterà a determinare il trattamento dell'acqua più appropriato.