Сфера применения pH-метра:
Прибор может использоваться во многих производствах, где необходим контроль среды, универсальным показателем состояния которой и соответствия её требуемым — является pH:
- при высокотехнологичном производстве всех видов горючего
- в фармакологической, косметической, лакокрасочной, химической, пищевой промышленности и мн. др.
- pH-метры имеют широкое применение в научно-исследовательской практике химиков, микробиологов и почвоведов, агрохимиков, в лабораториях стационарных и передвижных, в том числе полевых
- в клинико-диагностических (для контроля физиологических норм и диагностики), судебно-медицинских учреждениях
- последнее время pH-метры также широко используются в аквариумных хозяйствах, для контроля качества воды в бытовых условиях, в земледелии (особенно в гидропонике)
- медицинский pH-метр, применяемый для измерения кислотности непосредственно в полых органах человека, называется ацидогастрометр.
Водородный показатель pH важный параметр для характеристики многих жидких, а в некоторых случаях и твердых сред. Водородный показатель pH помогает классифицировать вещества и смеси с точки зрения их кислотности или щелочности. Чем ниже значение pH тем более выраженными кислотными свойствами обладает вещество или смесь, чем выше значение pH, тем выражение щелочные свойства.
Как известно за кислотные свойства растворов отвечает протон водорода [H+] он связан с водородным показателем зависимостью:
pH = -lg[H+]
Принцип работы измерителя рН метра
Фактически прибор ph («pondus Hydrogenii») измеряет активность ионов водорода. Принцип работы измерителя рН метра основан на разности потенциалов, которая создается в исследуемой среде между электродами прибора (электродвижущая сила). Именно поэтому прибор ассоциируют с милливольтметром. А так как вычисляемая ЭДС пропорциональна рН, то соответственно градуировка происходит в ph. Вычисление значения происходит по уравнению Нернста. Но нам это не нужно, так как прибор изготовлен с учетом всех особенностей.
Итак, в работе рН метра участвует пара электродов и исследуемая среда. Один из электродов является измерительным, именно он реагирует на ионы водорода, а второй вспомогательным (или сравнения).
В современных приборах измерительный электрод изготавливают из стекла, так как его можно применять в широком диапазоне ph. Выполнен он из боросиликатного стекла, которому не страшны окислители, но в то же время достаточно тонкого и электропроводного. Индикаторный электрод представляет собой трубку с тонкостенным шариком на конце, наполненную суспензией хлорида серебра в растворе соляной кислоты. В эту среду вводится проволока из серебра, которая и представляет собой хлорсеребряный электрод. В стекле перемещаются положительные ионы водорода.
Электрод сравнения зачастую содержит в насыщенном растворе хлорида калия ртутно-каломелевую пасту. Корпус электрода непроницаем для положительных ионов водорода, а хлорид калия исполняет роль проводника между раствором и ртутно-каломелевым полуэлементом.
Виды pH-метров
В зависимости от назначения и технических возможностей pH-метры можно разделить на три типа:
Карманный pH-метр. Название говорит само за себя, прибор обладает компактным размером, неприхотлив в использовании и применяется для грубых измерений pH из-за его большой погрешности. Электрод и измерительный блок прибора расположены в едином корпусе, поэтому техническое обслуживание электрода невозможно.
Рекомендуем рассмотреть следующие карманные pH-метры: PAL-PH (PBT), PAL-pH
Портативный pH-метр. Этот переносной прибор по размерам больше своего карманного коллеги, его измерительный блок и электрод конструктивно разделены, что дает возможность использовать в качестве датчика электродную пару (измерительный электрод и электрод сравнения) или комбинированный электрод. В большинстве своем эти приборы внесены в реестр средств измерения РФ (СИ) и обеспечивают погрешность не больше 0,05 единиц pH.
Рекомендуем рассмотреть следующие портативные pH-метры: HI 99163, FiveGo Mettler Toledo
Лабораторный pH-метр. Этот настольный прибор для измерения pH обеспечивает наивысшую точность из всех представителей. Прибор работает с электродными парами или комбинированными электродами и имеет температурный датчик для корректировки pH. Зачастую предусмотрена возможность добавления своих буферных растворов для калибровки pH метра, построения линейных, сегментарных калибровочных зависимостей, сохранения и передачи данных и т. д.
Рекомендуем рассмотреть следующие лабораторные pH-метры: HI2002-02 pH-метр серии edge
Калибровка pH-метра
Для калибровки цифрового датчика понадобятся буферные растворы и дистиллированная вода.
При погружении в раствор электрода pH-метра на нем возникает потенциал, измеряемый в мВ, для получения результата в единицах pH, pH-метр необходимо откалибровать. При калибровке рН метра сопоставляются значения водородного показателя pH буферных растворов и потенциал погруженного в этот раствор электрода.
Калибровать рН- метр необходимо в том диапазоне pH, в котором планируете проводить измерения. Калибровка карманных pH-метров проводится по двум точкам, их значения указывают либо на корпусе прибора, либо в руководстве по эксплуатации. Портативные и лабораторные pH-метры калибруются по трем и более точкам, при этом пользователь имеет возможность выбирать шкалы буферных растворов.
Калибровка ph метра по буферным растворам
- Включить pH-метр и задать группу буферных растворов для калибровки;
- Включить автоматическую компенсация температуры (обычно обозначается АТС);
- Если отсутствует датчик температуры, в настройках прибора включить ручной ввод температуры и установить значение температуры;
- Подготовить выбранные для калибровки рН- метра буферные растворы, перелить из бутылей в стаканчики;
- Проверьте уровень электролита в электроде и отсутствие трещин на нем. Ополосните электрод дистиллированной водой;
- Калибровку электродов производить в порядке возрастания значения pH буферных растворов;
- Возьмите первый буферный раствор, аккуратно перемешайте и погрузите в него электрод. Нажмите кнопку «калибровка»;
- Дождитесь стабилизации показаний pH-метра. Если в приборе задан автоматический поиск конечной точки, прибор завершит измерение и отобразит на экране значение pH первого буферного раствора. Если же конечную точку необходимо определять пользователю, то дождитесь стабилизации показаний и нажмите кнопку «измерение»;
- Выньте электрод из буферного раствора и ополосните дистиллированной водой;
- Возьмите второй буферный раствор, аккуратно перемешайте и погрузите в него электрод. Нажмите кнопку «калибровка»;
- Дождитесь стабилизации показаний pH-метра. Если в приборе задан автоматический поиск конечной точки, прибор завершит измерение и отобразит на экране значение рН второго буферного раствора. Если же конечную точку необходимо определять пользователю, то дождитесь стабилизации показаний и нажмите кнопку «измерение»;
- Выньте электрод из буферного раствора и ополосните дистиллированной водой;
- Для калибровки рН-метра по третьему буферному раствору повторите три предыдущих шага. Если калибровка завершена, нажмите соответствующую кнопку на pH метре;
- Проанализируйте результаты калибровки pH-метра. Наклон калибровочной прямой для бывшего в употреблении электрода должен находиться в диапазоне — 55 мВ — 60 мВ. Значение нулевой находиться в районе 7 pH.
Техническое обслуживание pH-метра
- В процессе работы поддерживать уровень внутреннего электролита и при необходимости доливать его;
- Периодически (раз в полгода) заменять внутренний электролит;
- При работе с образцами, содержащими сульфид ионы, диафрагма электрода может блокироваться продуктом реакции — сульфидом серебра. Для удаления загрязнения поместите электрод на 5 минут в 8% раствор тиомочевины в 0,1 М соляной кислоте;
- Также диафрагма электрода блокируется хлоридом серебра, при анализе образцов с хлорид ионами. Для удаления загрязнения обмакните электрод в 25% раствор аммиака и ополосните дистиллированной водой;
- Другие виды загрязнений можно удалить, поместив электрод в 0,1 М раствор соляной кислоты на несколько часов.
- В отдельных случаях может потребоваться регенерация стеклянной мембраны, для этого поместить электрод на 1−2 минуты в 1% раствор плавиковой кислоты.
- После очистки или регенерации электрод необходимо промыть дистиллированной водой и провести его калибровку.
- Рекомендуется раз в год проводить техническое обслуживание.
На что нужно обратить внимание при работе рН метра?
- Величина ЭДС зависит от температуры, поэтому измерительная функция прибора зависит от температуры раствора. Рекомендовано проводить измерения при 25 °С, для достижения максимальной точности. Зачастую, современные приборы рН метры оснащают встроенным термометром для определения температуры раствора.
- Функция автоматической термокомпенсации (АТС) позволит в автоматическом режиме учитывать температурные изменения. Для стеклянных электродов происходит нормировка координат изопотенциальной точки изготовителем.
- При выборе рН метра ориентируйтесь на наличие функции термокомпенсации, чтобы упростить работу с прибором.
- Таким образом, мы узнали «как работает рН метр»: при помощи пары электродов. Современные приборы совмещают в одном корпусе оба электрода, а также выполняют термокомпенсацию. Технологии и исследования позволяют в одном корпусе также объединить другие функции для решения сопутствующих измерительных задач: определение ОВП, ТДС, ЕС.
- В зависимости от среды применения можно выбрать карманные портативные рН метры, лабораторные, профессиональные с различными дополнительными возможностями интерфейса: память результатов, фиксация показаний, подключение к компьютеру и др.
- Стоит отметить, что лидирующая роль сохраняется за портативными приборами ph метрами в силу их функциональности, удобства и недорогой стоимости.
Подобрать нужный pH-метр для решения конкретных задач Вам помогут специалисты компании КОЛБА. Свяжитесь с нами по телефону или оставьте заявку. Специалист ответит Вам в течении 20 минут.
