pH Metre / pH Test Cihazı

pH değeri, sulu solüsyonun asidik veya bazik hizalamaya göre karakterini tanımlar. Asit veya baz, hidrojen iyonu aktivitesine bağlıdır. pH, ekosistemimizde önemli faktördür. İşte bazı örnekler:

Bitki dünyasında toprağın pH değeri besinlerin köklerine ve dolayısıyla genel bitki büyümesine etki eder.

İnsan kanının pH değeri genellikle 7,35 ila 7,45 arasındadır. Kan pH değerinin düşmesi ile hemoglobin daha az oksijen emer.

Sualtı dünyasında bazı balık türlerinin oldukça asidik ve diğerlerinin ise oldukça alkalin çevreye ihtiyacı vardır.

Kimya alanında, pH değeri, asit ya da baz kuvvetinin bir göstergesidir.

PH değerini belirlemek için çeşitli yöntemler veya bir ölçüm cihazı / ph metre kullanılır.

PH-fotometreleri de renk değişiminin etkisinde kullanır. Ölçüm için bir su numunesi alınmalı ve iki adımda ölçülmelidir. Birinci ölçüm boyunca, boş bir test yapılır (sadece alınan numune). İkinci ölçüm adımından önce, numuneye renk değişikliği yapmaya neden olan reaktif eklenir. Burada renk değişimi optik ölçüm sistemi ile ölçülür ve doğrudan pH değerine dönüştürülür. Fotometrik prosedüre dayalı pH metrenin bakım giderleri nispeten düşüktür, ancak her ölçüme reaktifler gerekir.

Bir elektrotu olan pH metre ile hızlı ve basit ölçüm gerçekleştirilir. Bu ölçüm cihazları, masa da ölçüm veya portatif ölçüm cihazı olduğu gibi sabit ölçüm birimi olarak da mevcuttur. Bir elektrotla yapılan ölçüm, pH değerinin belirlenmesine en yaygın kullanılan ölçüm yöntemidir.

Laboratuarlardaki uygulamalarda genellikle cam elektrotlu masa cihazları kullanılır. Bu çok ince cidarlı cam elektrotları çok dikkatli şekilde kullanmayı gerektirir. Bu nedenle, laboratuvar çalışmasında, cam elektrotlar, elektrotları tutan ve yaylar tarafından dengelenmiş elektrot tutucusu ile birlikte kullanılır. pH metre, çoğu durumda, dahili bellek veya o anda ölçülen verilerin bilgisayara aktarılabildiği bir arabirime sahiptir. Güç kaynağı olarak, normal şebeke çalışmasına sahip cihazlara ek olarak, pil veya pil takımıyla çalışmayı sağlayan bazı pH metre modelleri mevcuttur. Bu tür pH metreler çok esnektir ve yerinde ölçümlerde de kullanılabilir.

pH değerinin sürekli ölçülmesi veya ayarlanması gereken sabit pH ölçüm sistemleri kullanılır. Bu pH metre çoğunlukla vericiler olarak kullanılır ve ölçülen değerleri analog sinyaller olarak gönderir. Analog sinyaller, örn. 4 ... 20 mA veya 0 ... 10 V, elektronik kontrollerde işlenir ve muhtemelen ekranlara, dozaj cihazlarına veya pompalara ve vanalara geçerler.

Piyasadaki pH ölçüm cihazlarının en büyük kısmı mobil el cihazlarıdır.

Mobil pH metre, birçok farklı versiyonda ve farklı ekipmanlarla sunulmaktadır. Elektrotla katı ünite oluşturan pH ölçüm cihazlarına genel olarak pH test cihazları denir. Bu pH test cihazları, en uygun maliyetli cihazlardır ve birkaç ölçüm yapılması gereken uygulamalarda kullanılırlar. Tüm pH elektrodları sürüklenmeye ve dolayısıyla da aşınmaya maruz kalacağı için, elektrodun değiştirilebileceği bir pH metre satın alırken göz önüne alınmalıdır. Değiştirilebilir / çıkarılabilir elektrotlu mobil pH ölçüm cihazları, elektrotu hızlı şekilde özel elektrod haline getirme imkanı nedeniyle neredeyse tüm alanlarda kullanılabilir. Mobil pH metre genelde ölçülen değer hafızasına sahiptir; bu hafıza mevcut değeri kaydedebilir veya kayıt cihazı fonksiyonu mevcutsa tüm ölçüm serileri kullanılabilir. Ölçülen değer hafızası dahili bellek veya SD kart kaydedici olarak tasarlanmıştır. Bu pH metrelerden, değerler her zaman PC'ye aktarılabilir ve orada işlenebilir. Nemli ortamlardaki uygulamalarda, pH test cihazı ve portatif cihaz uygun IP koruma donanımına sahip olmalıdır.

pH elektrodunun seçimi daima uygulamaya dayanmalıdır. Bu nedenle, en yaygın durumlarda, mobil pH metre için, plastik muhafaza ve jel doldurma ile elektrotlar seçilir. Bu elektrotlar mekanik olarak nispeten kararlıdır, konteynır duvarları ve kenarları çarptığında doğrudan zarar görmezler. Gıda maddeleri alanında, konik uçlu elektrotlar veya paslanmaz çelik bıçak içine gömülü elektrotlar mevcuttur. Kullanımdan sonra elektrodlar temizlenmelidir, böylece kullanım ömürleri uzar. Uygulamaya bağlı olarak, özel temizleme solüsyonları gereklidir. Temiz sularda veya benzer ortamlarda uygulamanın durumunda, musluk suyuyla temizleme ve damıtılmış suyla durulama yeterlidir. PH elektrodlarının depolanması daima pH elektrotların saklama çözeltisinde yapılmalıdır. Zaman zaman pH ölçüm cihazının elektrotla kalibre edilmesi gerekir, böylece yukarıda belirtilen pH elektrotlarının sapmasını telafi edilir. Bu amaçla, örneğin 4, 7 veya 10 pH değerlerine sahip kalibrasyon solüsyonları kullanılabilir. PH ölçümleri 25 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda ortamda gerçekleştirilirse, otomatik sıcaklık kompanzasyonlu (ATC) pH metreleri önerilir. ATC'ye sahip pH metrelerle sıcaklıktan kaynaklanan ölçülen değer kayması geçersiz sayılır.

pH-Metre - konsantrasyonlu pH ölçeği

Diyagram pH metresinin olağan pH ölçeğini (0-14) ve sudaki H30 + ve OH- iyon konsantrasyonunu gösterir. PH ölçeği, H3 = + konsantrasyonunun negatif üssünden türetilmiştir ve logaritmik yapıya sahiptir. "Nötr nokta" pH / 'da, H30 + ve OH- iyon konsantrasyonları eşittir. Bu, ultra saf suyla olur. H30 + konsantrasyonu artarsa, bu 0 ila 7 pH aralığında asidik pH değerleri olarak ifade edilir. Öte yandan, OH- iyonu konsantrasyonu baskın hale gelirse, pH 7 ila 14 arasında alkalin pH aralığına sahip olursunuz.

Sert zeminde pH değerinin ölçümü için DIN Kılavuzu

Toprak pH değeri, asit veya baz içeriğinin belirgin bir işaretidir. Diğer sulu sistemlerde olduğu gibi, toprağın pH değeri doğal tampon sistemlerinden etkilenir. Belirleme doğal tuz çözeltisindeki (0.01 N kalsiyum klorür ya da potasyum klorür) laboratuvar ölçüm yönteminde topraktaki süspansiyonda (özütleme prosedürü) gerçekleşir. Burada, zemin değiştiricideki absorbe edilen H + iyonları CaCl₂--iyonlarıyla değiştirildiğinden, pH ölçümü, saf sulu süspansiyonlarda ölçülen pH değerinin yaklaşık 0.3-1.0 birim altındadır. Bununla birlikte, literatürdeki tüm veriler buna göre düzeltilmemiştir.

Uygulamalı örnek: Toprak ekstraksiyon çözeltisiyle toprakta pH ölçümü - DIN 19684 Bölüm 1'e göre laboratuvar ölçüm yöntemi

Aralık: pH 2 ile pH 9 arasında
pH Metre: PCE-228
pH elektrotları: Küresel zarlı pH elektrodu, doldurulabilir veya jel dolgulu, kumaş veya seramik diyafram
Gerekli ekipman: 1 elektrot standı, 1 büyük hacimli beher (> 500 ml), 1 manyetik veya cam çubuk

PH ölçümü yapmak - deneysel yöntem:

Çeşitli örnekleme örnek noktalarından alınan toprak karışımı örneğini (hava-kuru kil) yapın. Yabancı cisimleri (diğerlerinin yanı sıra taşlar, kökler) çıkarın. Toprağı hafifçe elle sıkın.

Çözücü olarak damıtılmış su ile süspansiyon

Bu yöntem, toprağın normal asiditesini tespit eder. Toprak matrisinde varolan bağlı asit iyonları saptanmaz. 260 ml damıtılmış suyu, 100 gr toprak karışımı örneğine koyun ve bu süspansiyonu 5 dakika boyunca karıştırın. Bundan sonra, numune en az 2 saat boyunca, fakat 24 saatten fazla olmayacak şekilde bekletilir.

0.01 M CaCl₂ çözeltisi ile süspansiyon

75 ml toprak alın ve 300 ml 0.01 M CaCl2 solüsyonu (0.01 M = 1.11 g susuz kalsiyum klorür veya 1.47 g CaCl2 * 2 H20 1 litreyle damıtılmış su için) karıştırın, çok yoğun karıştırın ve karıştırmadan en az 60 dakika bekletin. Daha sonra pH metreyi kullanmadan önce numuneyi biraz karıştırın ve ölçülecek olan sıvıya pH elektrodunu daldırın.

The 0.01 M CaCl2 çözeltisiyle süspansiyon, kolayca değiştirilebilen hidrojen iyonları da tesadüfen tespit edilir, çünkü bunlar katyon numunelerinden katyonlarla değiştirilir. Bu tespit yöntemi, topraktaki uzun vadeli süreci çok yakındır. Bu nedenle, bu süspansiyonun pH'ı, sulu toprak süspansiyonlarının pH'ından 0.5 ila 1.0 pH birimi düşüktür.

Ölçülen değer istikrarlı olduğunda 0.01 pH doğruluğuyla ölçüm değerinin bir kaydını yapın.

Süspansiyonda ölçülen değer göstergesi:
- Damıtılmış suyla: pH (damıtılmış su) x.xx (y ° C) pH (damıtılmış su) 7.22 (23 ° C)
- CaCI2 ile: pH (CaCl2) x.xx (y ° C) pH (CaCl2) 7.22 (23 ° C)

pH metrenin kullanımı sırasında herhangi pH ölçümünün ölçüm esnasındaki sıvıyla elektrot arasındaki sıcaklık kararlılığının gerçekleşebileceğini lütfen unutmayın. Son olarak, ölçümden sonra, atıkların pH elektrodunu damıtık suyla durulayarak temizleyin. pH sensörü mekanik olarak etkilenmemelidir. Sonra elektrotu muhafaza edin.

Çözücüde sudan başka pH ölçümü

Sulu olmayan Çözücülerde pH Metresi Uygulaması

pH test cihazı veya test kiti kullanırken aşağıdakileri göz önünde bulundurmanızı öneririz:

- Ana elektron sensörünü, pH ölçümünden 24 saat önce test edilecek sıvıya daldırdığınızda sonuçlar doğru olacaktır.

- Aşağıdaki üç elektrotu kullanmak çok önemlidir: pH ölçerinizin ana (cam) elektrodu, referans elektrodu ve sıcaklık telafisi elektrot.

- PH test cihazınızın ekranından okumadan önce değerin dengelenmesine 5 dakika bekleyin.

- PH değeri pH 0'ın altında veya pH 14'ün üstünde ise, pH metre cihazınızın ölçüm birimini değiştirin ve ölçümü tekrarlayın.

- Ölçümünüzü aldıktan sonra, sensörün yanı sıra referans elektrodun dış silindirini saf suyla dikkatli bir şekilde yıkamadan önce, pH metre sensörünü hidro-klorik aside (0.1 mol / L HC1) yaklaşık 10 dakika batırın.

PH metreyle ilgili en önemli bilgilerden biri, akuik çözeltilerin pH değerlerinin aksine, akuatik olmayan çözeltilerin pH değerlerinin az ya da çok örnekteki hidrojen iyonu aktivitesinin bir göstergesi olmasıdır.

KCI solüsyonunu içeren pH test cihazının referans elektrodunun sıvı karışımından sızan potasyum klorür (KCl), çoğu sulu olmayan solüsyonlarda çözünmez; bu, sıvı birleşiminin tıkanacağı anlamına gelir. Bu nedenle, pH test cihazının bazı elektrotlarında organik çözeltilerde lityum asetat (CH3COOLi) kullanılır.

ISFET Elektrodlu pH Ölçer

Taşınabilir küçük ucuz test cihazlarından karmaşık ve pahalı laboratuar modellerine kadar geniş bir yelpazede pH metre modelleri piyasada bulunmaktadır. PH metrede en iyi bilinen tasarım cam elektrotlu cihazdır. Modele bağlı değil, bu tür pH metrelerde çok dikkatli şekilde işleme ve düzenli kalibrasyon yapılması gerektiğini unutmamak önemlidir. Cam çok kırılgandır ve elektrot bozulduktan veya kırıldıktan sonra, doğru pH değeri ölçümü yapma şansı yoktur. Elektrotlar düzenli aralıklarla temizlenmeli, uygun ortam koşullarında (yüksek sıcaklık ve nem bulunmamalı!), Atıklardan ve yağlardan arındırılmış özel solüsyonda muhafaza edilmelidir (bu yüzden cihaza asla elle dokunmamaları önerilir).

Yukarıda değinilen cam elektroduna yönelik seçeneklerden biri gerçekten çok yoğunlaşması gereken operatöre gereksinim duyulduğunda ISFET teknolojisine dayanan başka elektrot türü yaratılmıştır. ISFET (duyarlı alan efekt transistörü) elektrotla donatılmış pH ölçüm cihazının temel avantajı, yeterince sağlam olması ve kısa tepki süresi olması, en azından cam elektrodun daha fazla olmaması ve düşük sıcaklıklarda zarar görmeden ölçüm yapabilmesidir. ISFET pH metre, çalışma koşullarının bazen oldukça kaba olduğu ve sayaçların belirli direncinin kesinlikle avantajlı olduğu durumlarda kullanılır. Çoğu pH metre yapımında cam elementi kullanılmamıştır. Böyle bir pH metre, yiyecek / içecek ve ilaç endüstrisinde, yüksek hijyenik şartların yerine getirilmesi gereken çeşitli dallarda yaygın olarak uygulanmaktadır. Kontaminasyon direncine ve tüm hijyenik normlara uygunluğuna bağlı olarak test edilen ürünlerin güvenliğini sağlar, aynı zamanda cam elektrodun kırılması durumunda camın parçalara ayrılma riskini de “0” getirir. ISFET elektrodlu pH metre, şoklara karşı dayanıklıdır, düşük sıcaklıklarda dahi çok iyi, istikrarlı ve doğru ölçüm sağlar, pH metre depolama koşullarına karşı daha az duyarlıdır ve elektrotunun çözülmediği çalışmayı etkilemez. ISFET elektrodu sterilize edilebilir, kalibrasyon aralıkları ve ömrü uzar.