پی اچ سنج یا pH متر یا اسید سنج

مشخصات فنی pH متر یا اسید سنج

pH متر با نام های دیگری شامل اسید سنج و pH سنج نیز شناخته می شود. در واقع pH واحد اندازه گیری است که درجه اسیدیته یا قلیایی بودن را توصیف می کند که برای تعیین و اندازه گیری pH محلول ها مورد استفاده قرار گرفته و در مقیاس 0 تا 14 اندازه گیری می شود.

انواع اسید سنج

پی اچ سنج قابل حمل یا پرتابل

این pH مترها جهت استفاده در آزمایشگاه (دستگاه پی اچ متر آزمایشگاهی) یا مزارع دارای عملکرد کاملی می باشد. این اسید سنج ها دارای خروجی RS232، نگهداری داده، انتخاب درجه سانتیگراد یا درجه فارنهایت، خاموش شدن خودکار، نشانگر اضافه بار و جبران خودکار یا دستی دما و غیره می باشند.

پی اچ سنج قلمی

پی اچ متر قلمی یکی از انواع اسید سنج می باشد که از نظر ابعادی نسبت به سایر مدل ها کوچک تر و pH متر ارزان تری بوده و طرز کار با این pH متر قلمی از دقت کمی برخوردار است.

پی اچ سنج آنلاین و تابلویی (کنترل کننده پنل ph)

ابعاد کوچک این دستگاه پ هاش سنج امکان نصب آسان را فراهم می کند و الکترود pH را در خود جای می دهد و می توان به آسانی آن را کالیبره کرد. این اسید سنج ها در تابلوهای صنعتی قرار می گیرند و مقدار pH اندازه گیری شده را به صورت آنلاین نمایش می دهند.

پی اچ سنج یا پی هاش سنج رومیزی

pH متر رومیزی معمولا برای کاربردهای آزمایشگاهی، صنعتی و تولیدی ایده آل می باشد. این  مدل اسید سنج مقادیر اندازه گیری mV، یون و دما را ارائه می دهند.

روش کار با دستگاه pH متر و روش اندازه گیری pH

با استفاده از نشانگرهای pH، که با تغییر سطح pH تغییر رنگ می دهند، می توان یک مقدار تقریبی از pH را بدست آورد. این شاخص ها در دقت خود محدودیت هایی دارند و تفسیر صحیح آن در نمونه های رنگی یا تیره دشوار است. اندازه گیری های دقیق تر pH با یک pH متر بدست می آید.

اطلاعات کمی که با مقدار pH ارائه می شود، میزان فعالیت یک اسید یا باز را از نظر فعالیت یون هیدروژن بیان می کند. مقدار pH یک ماده با نسبت غلظت یون هیدروژن [H+] و یون هیدروکسیل [OH-] ارتباط مستقیم دارد. اگر غلظت H+ بیشتر از OH- باشد، ماده اسیدی است و مقدار pH کمتر از 7 است. اگر غلظت OH- بیشتر از H+ باشد، ماده خاصیت بازی دارد و مقدار pH آن بیشتر از 7 است. اگر مقادیر مساوی یون های H+ و OH- وجود داشته باشد، ماده خنثی است و مقدار pH برابر با 7 است. اسیدها و بازها به ترتیب دارای یون هیدروژن و هیدروکسیل آزاد هستند.

اجزای تشکیل دهنده pH متر

یک سیستم اندازه گیری pH از سه قسمت تشکیل شده است:

• الکترود اندازه گیری pH
• الکترود مرجع
• امپدانس متر ورودی بالا

الکترود pH را می توان به عنوان یک باتری در نظر گرفت، ولتاژی که با pH محلول اندازه گیری شده متفاوت است. الکترود اندازه گیری pH یک لامپ شیشه ای حساس به یون هیدروژن است، با یک خروجی میلی ولت که مقدار خروجی با تغییر میزان غلظت نسبی یون هیدروژن در داخل و خارج لامپ متفاوت است.

خروجی الکترود مرجع با میزان فعالیت یون هیدروژن تغییر نمی کند. pH متر در واقع یک تقویت کننده امپدانس بالا است که ولتاژ الکترود را به طور دقیق اندازه گیری می کند و نتایج را مستقیما در واحدهای pH روی صفحه نمایش آنالوگ یا دیجیتال (پ هاش سنج دیجیتال) نمایش می دهد.

الکترودهای pH

فناوری الکترودهای pH طی 50 تا 60 سال گذشته تغییر چندانی نکرده است. بدنه شیشه ای خاص الکترود توسط دمنده های شیشه ای شکل می گیرند. در واقع ضخامت شیشه مقاومت آن را تعیین می کند و بر میزان خروجی آن تاثیر می گذارد.

الکترودهای pH در انواع مختلف برای کاربردهای آزمایشگاهی و صنعتی در دسترس هستند. اسید سنج های الکترودی از شیشه تشکیل شده اند (اسید سنج شیشه ای) و احتمال شکستگی در آن ها وجود دارد. این الکترودها برای اندازه گیری محیط های آبی طراحی شده اند و برای استفاده در حلال ها مانند CCI4 که هیچ یون هیدروژن آزاد ندارد، طراحی نشده اند.

جبران دما

جبران دما در دستگاه وجود دارد، زیرا الکترودها و اندازه گیری های pH حساس به دما هستند. جبران دما ممکن است به صورت دستی یا خودکار باشد. با جبران دستی، اندازه گیری دمای جداگانه ای لازم است و می توان کنترل جبران دستی pH متر را با مقدار تقریبی دما تنظیم کرد. با جبران خودکار دما (ATC)، سیگنال از یک کاوشگر درجه حرارت جداگانه به pH متر منتقل می شود، به طوری که می تواند مقدار pH نمونه را در آن دما به طور دقیق تعیین کند.

بافر پی اچ متر

بافرها محلول هایی هستند که مقادیر pH در آن ها ثابت است و توانایی مقاومت در برابر تغییرات pH را دارند. بافر برای کالیبراسیون سیستم اندازه گیری pH (الکترود و متر) استفاده می شود. می تواند بین خروجی یک الکترود و الکترود دیگر تفاوت های کوچکی داشته باشد و همچنین تغییرات خروجی الکترود با گذشت زمان تغییر می کند، بنابراین سیستم اندازه گیری pH باید به صورت دوره ای کالیبره شود. بافرها با طیف وسیعی از مقادیر pH در دسترس هستند، و هم به صورت مایع مخلوط شده و هم به صورت کپسول پودر خشک می باشند. بیشتر pH مترها با چندین درجه pH خاص نیاز به کالیبراسیون دارند. کالیبراسیون معمولا در نزدیکی نقطه ایزوپتانسیل انجام می شود (سیگنال تولید شده توسط الکترود در pH 7، در دمای 0 درجه، ولتاژ 0 میلی ولت است)، و درجه دوم معمولا در pH 4 یا pH 10 انجام می شود.

ترانسمیتر بی سیم pH

این فرستنده های بی سیم ورودی های مختلف سنسور را اندازه گیری می کنند، از جمله pH، RTD و انتقال داده از طریق بی سیم به رایانه یا شبکه انجام می شود.

اسید سنج مایعات

جهت اندازه گیری مقدار اسیدی یا قلیایی بودن مایعات در آزمایشگاه های کنترل کیفیت از دستگاه اسید سنج آب، شیر و مایعات استفاده می شود. اگر مقدار نشان داده شده بین 0 تا 7 باشد مایع اسیدی، بین 7 تا  14 مایع قلیایی و مقدار 7 مایع خنثی می باشد.

بعضی از اسید سنج ها در رنج 2- تا 16 می باشند و برای اندازه گیری مایعات فاقد آب یا همان پایه الکل مورد استفاده قرار می گیرند.

اسید سنج جامدات

اسید سنج جامدات در صنایع غذایی و یا کشاورزی قابل استفاده می باشد و در صنایع فرآوری جهت تولید سوسیس و کالباس، تولید محصولات لبنی، اندازه گیری pH خاک گلخانه ها (پی اچ سنج خاک) مورد استفاده قرار می گیرند.

نحوه استفاده از اسید سنج

جهت استفاده از اسید سنج مراحل زیر انجام می گردد:

• الکترود اندازه گیری مقدار pH را در ظرف نمونه قرار داده و دکمه اندازه گیری را فشار داده و به مدت 1  الی 2 دقیقه الکترود را در ظرف نمونه قرار می دهیم.
• تنظیم مقدار pH و فشردن دکمه اندازه گیری، عدد روی نمایشگر pH متر سطح pH نمونه را نشان می دهد.
• شستشوی الکترود با آب مقطر و خشک کردن آن توسط یک پارچه نرم و بدون پرز.

کالیبراسیون pH متر

یک روش کلی برای کالیبراسیون اکثر pH سنج ها وجود دارد. اما برخی از pH سنج ها به تکنیک های کمی متفاوت نیاز دارند. مراحل انجام کالیبراسیون اسید سنج به شرح زیر می باشد:

• دمای تنظیم شده روی کنتور باید با دمای بافرهای استفاده شده مطابقت داشته باشد، یا باید از یک جبران کننده خودکار دما استفاده شود.
• الکترود تمیز را در محیط بافر با pH 7.00 تازه قرار دهید.
• با استفاده از دکمه ZERO OFFSET، STANDARDIZED یا SET، میزان pH را دقیقا روی 7.00 تنظیم کنید.
• الکترود را با آب مقطر یا دیونیزه بشویید. (این روش برای کالیبراسیون یک نقطه ای است. برای کالیبراسیون دو نقطه ای مرحله 8 را ادامه دهید.)
• الکترود را در بافر دوم قرار دهید، یا pH 4.00 یا pH 10.00.
• قسمت خواندن pH را تنظیم کنید تا مقدار صحیح را با استفاده از کنترل های شیب، کالیبراسیون یا GAIN (تنظیم درشت) نشان دهد.
• قسمت خواندن pH را تنظیم کنید تا مقدار صحیح را با استفاده از دکمه SLOPE (تنظیم دقیق) بخوانید.

کاربرد اسید سنج

pH متر یا اسید سنج در صنایع مختلف مانند صنایع دارویی، صنایع غذایی، کشاورزی و دامپروری و همچنین در فاضلاب برای سنجش پارامترهای آب کاربرد دارد.