หลักการวัดค่า pH การจำแนกประเภทของเครื่องวัดค่า pH
เครื่องวัดค่า pH เรียกอีกอย่างว่าเครื่องวัดความเป็นกรด เป็นเครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไปโดยส่วนใหญ่จะใช้ในการวัดค่า pH ของของเหลวอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังสามารถวัดค่า MV ของศักย์อิเล็กโทรดไอออนด้วยอิเล็กโทรดคัดเลือกไอออนที่สอดคล้องกัน ส่วนใหญ่จะใช้ในกระบวนการเคมี อุตสาหกรรมยา เทคโนโลยีอาหาร และสาขาอื่น ๆ
หลักการวัดค่า pH
วิธีพื้นฐานที่สุดคือการกำหนดค่า pH ของสารละลายด้วยวิธีโพเทนชิโอเมตริก หลักการวัดค่า pH แบบโพเทนชิโอเมตริกมาจากสูตร Nernst หากใส่อิเล็กโทรดที่เปลี่ยนกลับได้ของไฮโดรเจนไอออนและอิเล็กโทรดอ้างอิงลงในสารละลาย จะเกิดแบตเตอรี่ปฐมภูมิขึ้น เนื่องจากศักยภาพของอิเล็กโทรดอ้างอิงในแบตเตอรี่ปฐมภูมิมีค่าคงที่ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ปฐมภูมิจึงเปลี่ยนแปลงไปตามกิจกรรมของไฮโดรเจนไอออนในสารละลายที่วัดได้ ดังนั้น โดยการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์กัลวานิก จึงสามารถคำนวณค่า pH ในสารละลายได้
การจำแนกประเภทของเครื่องวัดค่า pH
ตามความต้องการของการผลิตและการดำรงชีวิต ผู้คนได้ทำการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และผลิตเครื่องวัดค่า pH หลายประเภท
1. ตามความถูกต้องของการวัด
สามารถแบ่งออกเป็น {{0}}.2 ระดับ, 0.1 ระดับ, 0.01 ระดับหรือสูงกว่า
2. ตามปริมาณของเครื่องดนตรี
มีแบบปากกา (แบบมินิ), แบบพกพา, แบบตั้งโต๊ะ และแบบออนไลน์สำหรับการตรวจสอบและการวัดผลอย่างต่อเนื่อง
3. ตามความต้องการใช้งาน
โดยทั่วไปผู้ตรวจสอบจะใช้เครื่องวัดค่า pH แบบปากกา (ขนาดเล็ก) และแบบพกพาเพื่อนำมาตรวจสอบที่ไซต์งาน
ส่วนประกอบของเครื่องวัดค่า pH
เครื่องวัดค่า pH ประกอบด้วยสามส่วน กล่าวคือ ประกอบด้วยอิเล็กโทรดและมิเตอร์ไฟฟ้า
1) อิเล็กโทรดอ้างอิง
2) อิเล็กโทรดแก้วที่มีศักยภาพขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลายโดยรอบ
3) กัลวาโนมิเตอร์ที่วัดความต่างศักย์เล็กน้อยในวงจรตัวต้านทานมาก
อิเล็กโทรดอ้างอิง:
หน้าที่พื้นฐานของอิเล็กโทรดอ้างอิงคือการรักษาศักย์ไฟฟ้าให้คงที่เพื่อเป็นตัวควบคุมในการวัดศักย์ออฟเซ็ตต่างๆ ปัจจุบัน อิเล็กโทรดซิลเวอร์-ซิลเวอร์ออกไซด์เป็นอิเล็กโทรดอ้างอิงที่ใช้กันมากที่สุดในค่า pH
อิเล็กโทรดแก้ว:
หน้าที่ของอิเล็กโทรดแก้วคือการสร้างความต่างศักย์ที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของไฮโดรเจนไอออนของสารละลายที่กำลังวัด ใส่อิเล็กโทรดที่ไวต่อค่า pH และอิเล็กโทรดอ้างอิงในสารละลายเดียวกันเพื่อสร้างแบตเตอรี่ปฐมภูมิ และศักยภาพของแบตเตอรี่คือผลรวมเชิงพีชคณิตของศักย์ของอิเล็กโทรดแก้วและอิเล็กโทรดอ้างอิง แบตเตอรี่ E=ข้อมูลอ้างอิงบวก E แก้ว ถ้าอุณหภูมิคงที่ ศักยภาพของแบตเตอรี่นี้จะเปลี่ยนไปตามค่า pH ของสารละลายที่จะวัด และเป็นการยากที่จะวัดค่าศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากแบตเตอรี่ในค่า pH เมตร เนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้ามีขนาดเล็กมากและวงจรอิมพีแดนซ์มีขนาดใหญ่มาก 1-100MΩ; ดังนั้นจึงต้องขยายสัญญาณให้เพียงพอที่จะขับมิลลิโวลต์มิเตอร์มาตรฐานหรือมิลลิแอมแปร์มิเตอร์
แอมมิเตอร์:
ฟังก์ชั่นของแอมมิเตอร์คือการขยายศักยภาพของแบตเตอรี่หลักหลาย ๆ ครั้ง และแอมมิเตอร์จะแสดงสัญญาณที่ขยายแล้ว และระดับการเบี่ยงเบนของตัวชี้ของแอมมิเตอร์จะบ่งบอกถึงความแรงของสัญญาณที่แอมมิเตอร์ผลัก สำหรับความต้องการในการใช้งาน หน้าปัดของแอมมิเตอร์ pH จะสลักด้วยค่า pH ที่สอดคล้องกัน ในขณะที่เครื่องวัดค่า pH แบบดิจิตอลจะแสดงค่า pH เป็นตัวเลขโดยตรง
