หลักการ การใช้งาน และการสอบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องวัดค่า pH
เครื่องวัดค่า pH เป็นเครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้กันมากที่สุด ส่วนใหญ่จะใช้ในการวัดค่า pH ของตัวกลางของเหลวอย่างแม่นยำ ด้วยอิเล็กโทรดคัดเลือกไอออนที่สอดคล้องกัน จึงสามารถวัดค่า mV ของศักย์ไฟฟ้าอิออนได้ เครื่องวัดค่า pH ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เกษตรกรรม การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม ฯลฯ ในสาขานี้ ผู้คนได้ทำการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และผลิตเครื่องวัดความเป็นกรดหลายรุ่นตามความต้องการของการผลิตและสิ่งมีชีวิต
ตามความแม่นยำในการวัดสามารถแบ่งออกเป็นระดับ {{0}}.2, ระดับ 0.1, ระดับ 0.01 หรือความแม่นยำสูงกว่า
ตามปริมาตรของเครื่องมือ มันสามารถแบ่งออกเป็นประเภทปากกา (ชนิดมินิ) แบบพกพา เดสก์ท็อป และแบบออนไลน์สำหรับการตรวจสอบและการวัดอย่างต่อเนื่อง
ปัจจุบันระดับการวิจัยและพัฒนาในประเทศของฉันยังตามหลังอยู่มาก เครื่องวัดค่า pH ขั้นสูงกว่าคือเครื่องวัด pH Mettler-Toledo ของสวิส ซึ่งประหยัดและสะดวกสบาย มีความแม่นยำ ±0.01pH และสามารถชดเชยอุณหภูมิได้โดยอัตโนมัติ
หลักการและโครงสร้างของเครื่องวัดค่า pH
เครื่องวัดค่า pH (ความเป็นกรด) เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดกิจกรรมของ H+ ในสารละลายโดยใช้วิธีโพเทนชิโอเมตริก ค่าที่วัดด้วยเครื่องวัด pH เป็นวิธีที่ใช้ในการแสดงค่า pH ของสารละลาย แสดงเป็นลอการิทึมลบของความเข้มข้นของไอออน H+ ในสารละลาย ซึ่งก็คือ: pH=ーlg[H+]
เครื่องวัดค่า pH ที่เราใช้ประกอบด้วยสองส่วน: มิเตอร์ไฟฟ้าและอิเล็กโทรด ในการวัดจริง อิเล็กโทรดจะถูกจุ่มลงในสารละลายที่จะวัด และความเข้มข้นของไอออน H+ ในสารละลายจะถูกแปลงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าระดับมิลลิโวลต์ ซึ่งจะถูกป้อนเข้าไปในมิเตอร์ไฟฟ้า มิเตอร์ไฟฟ้าจะขยายสัญญาณและแปลงสัญญาณให้เป็น pH ในทางลอการิทึม จากนั้นมิเตอร์แสดงผลระดับมิลลิโวลต์จะแสดงค่า pH
เครื่องวัดค่า pH ใช้อิเล็กโทรดแก้วเป็นอิเล็กโทรดการวัด และใช้อิเล็กโทรดคาโลเมลเป็นอิเล็กโทรดอ้างอิง การเปลี่ยนแปลงในศักย์ของอิเล็กโทรดแก้วที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในศักย์ระหว่างอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรดคาโลเมล ซึ่งควรเป็นไปตามสูตร (2-6)
อ=อี0-2.3026RT/F…………(2-6)
ในสูตร:
E - แรงเคลื่อนไฟฟ้า, mV;
E0 - แรงเคลื่อนไฟฟ้ามาตรฐานของอิเล็กโทรด, mV;
R ค่าคงที่ของก๊าซหนึ่งโมล
T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ในหน่วยเคลวิน
F - ค่าคงที่ของฟาราเดย์
จะเห็นได้จากสมการ (2-6) ว่าอุณหภูมิยังเป็นปัจจัยสำคัญในการวัดค่า pH อีกด้วย เมื่อทำการวัดควรคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและนำมาพิจารณาด้วย ในปัจจุบัน อิเล็กโทรดที่ใช้กันทั่วไปสำหรับ pH คืออิเล็กโทรดคอมโพสิต ซึ่งรวมอิเล็กโทรดแก้วและอิเล็กโทรดคาโลเมล
