पीएच मापन, उपकरण आणि पीएच मीटरचे प्रकार सिद्धांत

विविध माध्यमांची पीएच पातळी (दुसर्‍या शब्दात, आम्लता पातळी) द्रुतपणे निर्धारित करण्यासाठी, पीएच मीटर वापरले जातात. औद्योगिक किंवा पिण्याचे पाणी, आम्ल, मीठ किंवा अल्कली द्रावण, रक्त, मूत्र आणि इतर शरीरातील द्रव, फळे, भाज्या आणि इतर अन्नपदार्थ, वैद्यकीय औषधे इ. — तत्त्वानुसार, प्रत्येक गोष्ट ऑपरेशनल रिसर्च पीएच व्हॅल्यूची वस्तू बनू शकते.

PH मोजणे हे मूलत: माध्यमातील हायड्रोजन आयनांच्या क्रियाकलापांचे मोजमाप आहे. आणि अगदी पदनाम पीएच स्वतः लॅटिन "पोंडस हायड्रोजेनी" मधून "हायड्रोजनचे वजन" म्हणून भाषांतरित केले आहे.

आज, pH मीटरचा वापर सूक्ष्मजीवशास्त्र आणि औषध, जल उपचार आणि कृषी रसायनशास्त्र, मृदा विज्ञान, हायड्रोपोनिक्स, प्रयोगशाळा आणि क्षेत्रीय संशोधन, रासायनिक आणि अन्न उद्योग, मत्स्यविज्ञान आणि इतर अनेक ठिकाणी केला जातो.

आधुनिक पीएच मीटर आपल्याला पीएच मूल्य अचूकपणे आणि द्रुतपणे निर्धारित करण्यास अनुमती देते.जर pH 7 असेल, तर माध्यम तटस्थ आहे, जसे की डिस्टिल्ड वॉटर, ज्यामध्ये सकारात्मक हायड्रोजन आयन H + आणि नकारात्मक हायड्रॉक्साईड आयन OH- समान रीतीने विभागले जातात. जर आम्लता 7 पेक्षा जास्त असेल तर माध्यम अल्कधर्मी आहे. जर pH 7 पेक्षा कमी असेल, तर माध्यम अम्लीय आहे.

आणि जरी रसायनशास्त्रज्ञ नेहमीच शास्त्रीय पद्धतीद्वारे माध्यमाची आंबटपणा निर्धारित करण्यास सक्षम असतात, उदाहरणार्थ, फिनोल्फथालीन, तथापि, काही प्रक्रियांमध्ये हे निर्देशक अचूकपणे मोजणे आवश्यक असते आणि कधीकधी सतत निरीक्षण करणे आवश्यक असते. ते दुरुस्त करण्याची व्यवस्था करण्यासाठी. यासाठीच pH मीटरचा शोध लावला गेला.

pH मीटर हे खरेतर एक इलेक्ट्रॉनिक मिलिव्होल्टमीटर आहे कारण ते इलेक्ट्रोडच्या जोडीच्या इलेक्ट्रोकेमिकल प्रणालीमधील संभाव्य फरक आणि ते ज्या चाचणी माध्यमात ठेवलेले आहे ते मोजते. हे खरे आहे की डिव्हाइसचे स्केल मिलिव्होल्टमध्ये नाही तर पीएचमध्ये पदवी प्राप्त केले आहे, कारण मोजलेले ईएमएफ पीएचच्या प्रमाणात आहे.

दोन इलेक्ट्रोड: एक ग्लास इंडिकेटर (ऑक्सिडायझर बोरोसिलिकेट ग्लासपासून घाबरत नाहीत) आणि सिल्व्हर क्लोराईड - अतिरिक्त संदर्भ इलेक्ट्रोड. काचेच्या इलेक्ट्रोडमध्ये दहापट मेगोह्म्सचा खूप उच्च प्रतिकार असतो आणि ही फक्त मूलभूत आवश्यकता आहे — प्रोबचा प्रतिकार 0.1 GΩ पेक्षा कमी नसावा. ज्ञात pH च्या बफर सोल्यूशनचा वापर करून pH मीटर कॅलिब्रेट केले जाते.

ईएमएफ मूल्य तपमानामुळे प्रभावित होते या वस्तुस्थितीमुळे, अशा प्रत्येक मापन यंत्रास + 25 डिग्री सेल्सियस पेक्षा इतर तापमानात मोजण्यासाठी तापमान भरपाई असते.परंतु खूप उच्च अचूकता प्राप्त करण्यासाठी, + 25 ° से तापमानात अचूकपणे मोजणे आवश्यक आहे, म्हणूनच अनेक पीएच मीटर अंगभूत थर्मामीटरने सुसज्ज आहेत, जेणेकरून आपण ताबडतोब मध्यम तापमानाचे अनुसरण करू शकता. संशोधन प्रक्रिया.

इंडिकेटर ग्लास इलेक्ट्रोड एका ट्यूबच्या स्वरूपात शेवटी पातळ-भिंतीच्या बॉलसह, विशेष विद्युत प्रवाहकीय बोरोसिलिकेट काचेने बनविलेले, अनिवार्यपणे इलेक्ट्रिकल सर्किटशी जोडलेले असते. अशा काचेच्या आत सकारात्मक एच + आयनच्या हालचालीमुळे ते वापरणे शक्य होते (सिलिकिक ऍसिडच्या पॉलिनियनच्या तुलनेत काचेच्या आतील केशन्स हलतात). हायड्रोक्लोरिक ऍसिडच्या सोल्युशनमध्ये सिल्व्हर क्लोराईडचे निलंबन चाचणी ट्यूबमध्ये ओतले जाते, त्यानंतर त्यात चांदीची तार बुडविली जाते - अशा प्रकारे सिल्व्हर क्लोराईड इलेक्ट्रोड प्राप्त होतो.

काचेचे इलेक्ट्रोड चाचणी माध्यमात कमी केले जाते, त्यात अतिरिक्त संदर्भ इलेक्ट्रोड (पोटॅशियम क्लोराईड द्रावणात पारा-कॅलोमेल पेस्ट) ठेवून (इलेक्ट्रोलाइटिक स्विचद्वारे किंवा थेट) इलेक्ट्रिकल सर्किट बंद केले जाते. पोटॅशियम क्लोराईड सेलचा पारा-कॅलोमेल भाग आणि चाचणी माध्यम यांच्यात संपर्क निर्माण करतो. हे अतिरिक्त इलेक्ट्रोड सामान्यतः H + आयनला अभेद्य असलेल्या काचेच्या केसमध्ये ठेवले जाते.

संदर्भ इलेक्ट्रोडमधील पोटॅशियम क्लोराईड द्रावणाचा प्रवाहकीय संपर्क काचेच्या केसमध्ये पातळ धागा किंवा केशिकामुळे तयार होतो. अशा प्रकारे, संदर्भ इलेक्ट्रोड आणि सिल्व्हर क्लोराईड इलेक्ट्रोडमधून गॅल्व्हॅनिक सेल प्राप्त होतो, आणि सेलच्या इलेक्ट्रोलाइट भागामध्ये एक प्रवाहकीय ग्लास फिल्म आणि चाचणी वातावरण समाविष्ट आहे.

इलेक्ट्रोड सिस्टमचा ईएमएफ मिलिव्होल्टमीटरने मोजला जातो, त्याचे स्केल पीएचमध्ये ग्रॅज्युएट केले जाते.सिल्व्हर क्लोराईड इलेक्ट्रोडमधील इलेक्ट्रॉन्स मापन केलेल्या ईएमएफच्या कृती अंतर्गत संदर्भ इलेक्ट्रोडमध्ये हस्तांतरित केले जातात, जे नेहमी काचेच्या इलेक्ट्रोडच्या आतील भागातून समान संख्येच्या प्रोटॉनच्या माध्यमात स्थानांतरित होते.

जर या प्रकरणात आपण काचेच्या इलेक्ट्रोडच्या स्थिरतेमध्ये सकारात्मक हायड्रोजन आयन H + चे प्रमाण घेतले तर EMF हे H + च्या क्रियाकलापाचे कार्य असेल, म्हणजेच अभ्यासाधीन माध्यमाच्या pH चे कार्य असेल.

पीएच मीटरचे आधुनिक मॉडेल मायक्रोप्रोसेसरला धन्यवाद देतात जे तापमान भरपाई करतात आणि अनेक संबंधित कार्ये सोडवतात. डिव्हाइस जितके अधिक क्लिष्ट असेल तितकी अधिक कार्ये ते सोडवू शकतात. उपकरणांचा अचूकता वर्ग मॉडेलनुसार बदलतो आणि विविध अनुप्रयोगांसाठी योग्य pH मीटर निवडला जाऊ शकतो.

पॉकेट घरगुती pH मीटर आहेत, व्यावसायिक प्रयोगशाळा, पोर्टेबल आणि औद्योगिक स्थिर आहेत. काही पीएच मीटर माध्यमातील आयनांची एकाग्रता, नायट्रेट्सची सामग्री इत्यादी मोजतात, परिणाम संचयित करण्यासाठी अंगभूत मेमरी असते, संगणकाशी संवाद साधण्याची क्षमता आणि फीडबॅक लूपद्वारे पॅरामीटर्स समायोजित करण्याचे कार्य असते.