pH متری چیست؟

pH  آب غلظت یون های هیدروژن و اسیدیته یا قلیایی بودن آن را مشخص می کند. آب خالص به میزان خیلی کم به یون های H و OH تجزیه می شود. pH آب آشامیدنی معمولا باید در حدود 7 (خنثی) باشد. در حالتی که pH کمتر از 7 باشد، آب حالت اسیدی و در صورت pH بالای 7 باشد، آب خاصیت قلیایی به خود می گیرد. هرچه pH آب از pH خنثی آب پایین تر باشد حلالیت آهن در آب بیشتر می شود،از این رو در صنایع مختلف برای جلوگیری از خوردگی آب،pH آب را بالاتر از خنثی تنظیم می کنند. از pH متری و روشهای آن برای اندازه گیری دقیق pH آب استفاده می شود.

سرعت خوردگی آب ناشی از اسیدی بودن آب با افزایش دما افزایش می یابد، بنابراین در دماهای زیاد بالا نگهداشتن pH آب کاملا ضرورت دارد.

pH آب آلوده شده اساسا رابطه بین دی اکسید کربن آزاد و مقدار بی کربنات و کربنات را نشان می دهد. آب های طبیعی معمولا دارای pH بین 4 تا 9 می باشند.و اکثر آنها به علت انحلال کربنات ها و بی کربنات های قلیایی پوسته ی زمین کمی قلیایی می باشند.

روش های مختلف سنجش pH یا pH متری :

دو روش کلی برای pH متری یا سنجش میزان pH در آب ها وجود دارد که شامل دو روش زیر است.

روش استفاده از pH متر الکتریکی:

• pH متری به روش رنگ سنجی
• pHمتری الکتریکی

اکثر اندازه گیری های pH در آزمایشگاه با استفاده از pH متر به وسیله یک مدار الکتریکی کار می کند.این مدار از یک الکترود شیشه ای و یک الکترود مرجع خارجی و یک ولت متر که پتانسیل الکتریکی را در مدار ثبت می کند، تشکیل شده است. الکترود شیشه ای از یک سیم حامل جریان تشکیل شده است که در داخل یک محلول که pH مشخص دارد فرو برده شود.

کالیبره کردن pH متر:

قبل از استفاده از دستگاه pH متر باید دستگاه کالیبره شود.محلول های بافری با pH های معلوم برای چنین کاری مناسب هستند.

دستگاه pH متر را روشن می کنیم، الکترود را با آب مقطر می شوییم .آن را تکان می دهیم تا خشک شود. سپس آن را درون بشری که حاوی محلول بافری با pH 7 است قرار می دهیم صبر می کنیم تا عدد روی صفحه نمایش ثابت شود.

الکترود را با آب مقطر می شوییم به خوبی آن را تکان می دهیم تا آب آن گرفته شود.بعد داخل محلول بافر با pH 4 قرار می دهیم تا pH متر به حالت ثبات قرار گیرد.

کالیبره کردن دستگاه را از طریق اندازه گیری در pH استاندارد 7 کنترل می نماییم.برای انجام این کار الکترود باید در داخل محلول قرار گیرد. pH  متر در این مرحله آماده است

در این مرحله مقدار کافی از نمونه را داخل بشر 100 میلی لیتر می ریزیم و الکترود را داخل آن غوطه ور می کنیم و می گذاریم حدود 2 دقیقه دستگاه به حالت ثبات نماند، وقتی عدد روی دستگاه ثابت شد از روی صفحه نمایش مقدار pH نمونه مورد نظر را می خوانیم.

نکاتی در خصوص نحوه نگهداری از الکترود pH

نکته مهمی که در مورد استفاده از الکترود pH وجود دارد این است که از قرار دادن این الکترود در محلولهایی که با نقره واکنش میدهند خودداری کنید.

اگر الکترود pH را به مدت طولانی در آب مقطر قرار دهید بخاطر اینکه الکترود حاوی KCl است و آب مقطر فاقد آن، به تدریج KCl موجود در الکترود وارد آب مقطر میگردد و بالطبع باعث ایجاد اختلال در کار الکترود میشود.

تمیز کردن غشای شیشه ای الکترود pH

اگر الکترود، pH این بافرها را دقیق نشان نداد یکی از علتهای آن میتواند آلوده بودن غشای شیشه ای الکترود باشد.

برای تمیز کردن غشای شیشه ای الکترود، نوک آن را در محلول 0.1 M اسید کلریدریک به مدت 15 ثانیه قرار دهید وبعد با آب مقطر شستشو دهید. سپس آن را در محلول 0.1 M سود

به مدت 15 ثانیه قرار دهید و پس از اتمام 15 ثانیه با آب مقطر شستشو دهید. این اعمال را چند با تکرار کنید.

حال دوباره pH بافرها را چک کنید. اگر باز هم اشکال برطرف نشده باشد، نوک الکترود را به مدت 30 ثانیه در محلول 20% آمونیوم بی فلوراید یا به مدت 15 ثانیه درمحلول 10% هیدروفلوئوریک اسید قرار دهید. سپس با آب مقطر شستشو دهید.در مرحله بعد نوک الکترود را به مدت 30 ثانیه در اسید کلریدریک غلیظ قرار دهید.(این عمل برای حذف باقیمانده احتمالی فلوئورید از روی غشای شیشه ای است) سپس با آب مقطر بخوبی شستشو دهید.

الکترود را به مدت یک ساعت در بافر با pH= 4 قرار دهید. سپس عملکرد الکترود را بیازمایید اگر مشکل برطرف نشده باشد احتمالا باید الکترود را عوض کنید.

pH متری به روش رنگ سنجی

این روش شیمیایی که برای تعیین pH استفاده می شود، افزودن یک قطره از یک اندیکاتور اسید – باز به نمونه است.کاغذهای pH اندیکاتور مناسب برای این کار هستند.یک قطره از نمونه روی کاغذ pH قرار داده می شود.و این ترتیب رنگ مورد نظر مشاهده می شود.اندیکاتورها مولکول های بزرگ آلی هستند که بر اساس pH محلول تغییر رنگ پیدا می کنند.در محدوده ای از دامنه pH برای هر اندیکاتور تغییر رنگ مشاهده می شود.(معمولا حدود 5/1 واحد pH). pHهای متوسط در میانه جدول مشاهده می شوند.که بر اساس این مقدار pH رنگ های بینابینی نیز در این محدوده ی pH قرار می گیرند

به عنوان مثال اندیکاتور کروزول قرمز در pH پایین تر از 7 ،رنگ محلول اندیکاتور زرد است و در pH بالاتر از 8/8 رنگ محلول قرمز رنگ است. در مقادیر pH متوسط براساس نوع pH تغییر درجه رنگ محلول به صورت نارنجی خواهد بود.

اندیکاتورهای مختلف زیادی وجود دارند که می توانند تمام محدوده ی pH را تحت پوشش قرار دهند.

* آزمایشگاه های شرکت پژوهشی صنعتی آبریزان واقع در پارک علم و فناوری فارس با استفاده با دستگاه ها و تجهیزات پیشرفته قادر به اندازه گیری انواع پارامترهای آب از جمله pH می باشد.