عملکرد دستگاه ph متر

دستگاه ph متر چیست؟

یک pH متر یک ابزار برای اندازه گیری اسیدیته یا قلیایی محلول است که همچنین به عنوان pH شناخته می شود. pH واحد اندازه گیری است که درجه اسیدیته یا قلیایی را توصیف می کند. این در مقیاس 0 تا 14 اندازه گیری می شود.

اطلاعات کمی که توسط مقدار pH ارائه شده، میزان فعالیت اسید و یا پایه را از نظر فعالیت یون هیدروژن نشان می دهد. مقدار pH یک ماده به طور مستقیم با نسبت یون هیدروژن و غلظت یون هیدروکسیلی [OH-] ارتباط دارد. اگر غلظت H + بیشتر از OH باشد، ماده اسیدی است؛ یعنی مقدار pH کمتر از 7. اگر غلظت OH- بیشتر از H + باشد، ماده اساسی است و مقدار pH آن بیشتر از 7 است. اگر مقادیر مساوی H + و OH-یون موجود باشد، ماده خنثی است با pH 7 است. اسیدها و پایه ها به ترتیب هیدروژن آزاد و یون های هیدروکسیلی دارند. رابطه بین یون های هیدروژن و یون های هیدروکسیلی در یک راه حل معین برای یک مجموعه ای از شرایط ثابت است، یا می توان با دانستن دیگری تعیین کرد.

طراحی pHدستگاه  متر و اصل کار:

pH متر مقداري را براي چگونگي مايع اسيدي يا قليايي فراهم مي کند. اصل اساسی pH متر برای اندازه گیری غلظت یون های هیدروژن است. اسیدها در آب تشکیل شده اند که یونهای هیدروژن مثبت (H +) را تشکیل می دهند. این غلظت یون های هیدروژن بیشتر، اسید قوی تر است. به طور مشابه قلیایی یا پایه ها در آب حل می شود که یونهای هیدروژن هیدروژن (OH-) منفی را تشکیل می دهند. پایه قوی تر، غلظت یون های هیدروژن منفی که در آنها وجود دارد، بیشتر است. مقدار این یونهای هیدروژن محلول موجود در برخی از آب حل شده است و pH را تعیین می کند. • مقدار pH 7 نشان دهنده یک راه حل بی طرف است

.pH چیست؟

 آب خالص باید مقدار pH 7 داشته باشد. در حال حاضر pH کمتر از 7 نشان دهنده محلول اسیدی است، در حالی که مقدار pH بالاتر از 7 یک محلول قلیایی را نشان می دهد. محلول با pH 1 بسیار اسیدی است و محلول pH 14 بسیار قلیایی است

 اجزای تشکیل دهنده ی دستگاه ph متر :

یک pH متر از یک پروب تشکیل شده که خود دو الکترود ساخته شده است. این پروب سیگنال های الکتریکی را به یک متر منتقل می کند که خواندن در واحد های pH را نشان می دهد. پروب شیشه دارای دو الکترود است زیرا یک الکترود سنسور شیشه ای است و دیگری الکترود مرجع است. برخی از pH سنج ها دارای دو پروب جداگانه هستند و در این صورت یک الکترود سنسور و دیگری نقطه مرجع می باشد. • هر دو الکترود، لامپ های توخالی هستند که حاوی یک محلول کلرید پتاسیم با یک سیم کلرید نقره ای است که به آن تعبیه شده است. الکترود سنجش شیشه دارای یک لامپ ساخته شده از یک شیشه بسیار ویژه است که با سیلیس و نمکهای فلزی پوشش داده شده است. این الکترود سنجش شیشه، pH را به عنوان غلظت یون های هیدروژن اطراف نوک لامپ شیشه ای دیواره اندازه گیری می کند. الکترود مرجع دارای یک لامپ ساخته شده از یک شیشه یا پلاستیک غیر رسانا است. • هنگامی که یک فلز در تماس با دیگری بوجود می آید، اختلاف ولتاژ به علت تفاوت های آنها در تحرک الکترونی رخ می دهد. مشابه دو مورد مایع است. یک pH متر اساسا پتانسیل الکتریکی شیمیایی بین یک مایع شناخته شده داخل الکترود شیشه ای (غشاء) و یک مایع ناشناخته در خارج را اندازه می گیرد. از آنجائیکه لامپ شیشه ای نازک به طور عمده یون های هیدروژن چابک و کوچک اجازه می دهد تا با شیشه برخورد کنند، الکترود شیشه ای پتانسیل الکترومغناطیسی یون های هیدروژنی یا پتانسیل هیدروژن را اندازه می گیرد. برای تکمیل مدار الکتریکی، یک الکترود مرجع مورد نیاز است

pH اندازه گیری اختلاف پتانسیل و تغییرات آن را در غشای شیشه ای اندازه گیری می کند. تفاوت پتانسیل باید بین دو نقطه بدست آید. یکی الکترود در تماس با راه حل داخلی است. نقطه دوم با اتصال به یک الکترود مرجع، غوطه ور شده در محلول مورد مطالعه به دست می آید. اغلب این الکترود مرجع در الکترود شیشه ای (الکترود ترکیبی) ساخته شده است.

 

اندازه گیری pH توسط دستگاه ph متر

نشانگر خشن از pH می تواند با استفاده از مقادیر pH یا شاخص ها، که تغییر رنگ به عنوان سطح pH متفاوت است. این شاخص ها دقت و صحت آنها را محدود می کند و در نمونه های رنگی یا تاریک می تواند دشوار باشد.

 

چه مدت "PH" معنی دارد؟

اصطلاح pH از "p"، نماد ریاضی برای لگاریتم منفی و "H" نماد شیمیایی برای هیدروژن حاصل می شود. pH های دقیق تر با pH متر به دست می آیند. یک سیستم اندازه گیری pH شامل سه بخش است: الکترود اندازه گیری pH، یک الکترود مرجع و یک امپدانس ورودی بالا. الکترود PH را می توان به عنوان یک باتری در نظر گرفت، و ولتاژ آن با pH محلول اندازه گیری متفاوت است. الکترودهای اندازه گیری pH یک لامپ شیشه ای حساس به یون هیدروژن است که خروجی میووولت دارد که با تغییرات غلظت یون هیدروژن داخل و خارج لامپ تغییر می کند. خروجی مرجع الکترود با فعالیت یون هیدروژن متفاوت نیست. الکترود pH دارای مقاومت داخلی بسیار بالایی است و تغییر ولتاژ را با pH محاسبه می کند. بنابراین امپدانس ورودی pH متر و مقاومت در برابر نشت عوامل مهم است. pH متر اساسا تقویت کننده امپدانس بالا است که دقیقا ولتاژ الکترود دقیقه را اندازه گیری می کند و نتایج را به طور مستقیم در واحد های pH بر روی یک نمایشگر آنالوگ یا دیجیتال نشان می دهد. در بعضی موارد، ولتاژ را می توان برای برنامه های خاص یا برای استفاده با پتانسیل کاهش یونی یا کاهش اکسیداسیون (ORP)

الکترودهای pH متر :

تکنولوژی الکترودهای pH در گذشته 50 تا 60 سال گذشته تغییر نکرده است. با پیشرفت های تکنولوژیکی 30 تا 40 سال گذشته، تولید الکترود PH ادامه می یابد. بدنه شیشه ای مخصوص الکترود توسط تنظیم کننده های شیشه ای بوسیله ی آن تنظیم می شود. نه یک روند بسیار پیشرفته و نه "تکنولوژی پیشرفته"، بلکه یک گام بسیار مهم و مهم در تولید الکترود است. در حقیقت، ضخامت شیشه، مقاومت آن را تعیین می کند و بر روی آن تاثیر می گذارد.

جبران درجه حرارت

جبران کننده دما در داخل دستگاه قرار دارد، زیرا الکترودهای pH و اندازه گیری دما حساس هستند. جبران درجه حرارت می تواند به صورت دستی یا اتوماتیک باشد. با جبران دستی، یک درجه حرارت جداگانه مورد نیاز است، و کنترل جبران کننده دستی pH متر را می توان با مقدار درجه حرارت تقریبی تنظیم کرد. با گشتاور اتوماتیک دما (ATC)، سیگنال از پروب دماسنج جداگانه به pH متر تغذیه می شود، به طوری که می تواند با دقت مقدار pH نمونه در آن دما را تعیین کند.

بافرهای دستگاه ph متر

بافر ها راه حل هایی هستند که مقادیر pH ثابت و توانایی مقاومت در برابر تغییرات در سطح pH دارند. آنها برای تنظیم سیستم اندازه گیری pH (الکترود و متر) کالیبره می شوند. بین خروجی یک الکترود و دیگری، و نیز تغییرات در خروجی الکترودها در طول زمان، می تواند تفاوت های کوچکی داشته باشد. بنابراین، سیستم باید دوره ای کالیبراسیون شود. بافر ها با طیف وسیعی از مقادیر pH در دسترس هستند و در هر دو فرم مایع پیش ساخته یا به عنوان کپسول مناسب پودر خشک استفاده می شوند. اکثر pH های pH نیاز به کالیبراسیون در مقادیر خاص pH دارند. یکی از کالیبراسیون ها معمولا در نزدیکی نقطه ایزوپنوتیزم انجام می شود (سیگنال تولید شده توسط یک الکترود در pH 7، 0 mV در 25 درجه سانتیگراد است) و یک دوم معمولا با pH 4 یا pH 10 انجام می شود. بهتر است انتخاب یک بافر به عنوان نزدیک شدن به مقدار واقعی pH نمونه اندازه گیری می شود.

اصل PH متر چیست؟

اصول pH متر چیست و چگونه الکترودهای pH سنج و PH متر مورد استفاده در منطقه کنترل کیفیت و تولید می باشد.

 

یک pH متر برای تعیین اسیدیته یا قلیایی محلول استفاده می شود. pH غلظت یون های هیدروژن در محلول است. محلول حاوی یون های H + بیشتر اسیدی است در حالیکه محلول حاوی یون های OH-بیشتر باقی می ماند قلیایی است. مقدار pH محلول ها از 1 تا 14 است.

 

pH electrodeSolution با مقدار pH 1 خواهد شد بسیار اسیدی و با pH مقدار 14 بسیار پایه است. اسیدیته و قلیایی هر راه حل بستگی به غلظت یون های هیدروژن (H +) و یون های هیدروکسیلی (OH-) دارد. راه حل خنثی به عنوان آب خالص دارای pH 7 است.

 

PH متر برای تعیین pH محلول های مختلف در داروها استفاده می شود. این روش دقیق تر و سپس نوار pH است. یک pH متر حاوی پروب PH است که سیگنال های الکتریکی را به pH متصل می کند و PH متر مقدار pH محلول را نشان می دهد.

 

پروب شیشه ای حاوی دو الکترود، یک الکترود سنسور و یک الکترود مرجع است. این الکترود ها به شکل لوله های شیشه ای حاوی pH 7 بافر و دیگر حاوی محلول کلرید پتاسیم اشباع شده است. لامپ الکترود سنسور ساخته شده از شیشه های متخلخل یا غشاء شیشه ای نفوذ پذیر با پوشش سیلیس و نمک های فلزی است. سیم نقره ای که با کلرید نقره ای پوشانده شده است در بافر pH 7 در لامپ غوطه ور شده است. یکی دیگر از سیم نقره ای که با کلرید نقره پوشانده شده است در محلول کلرید پتاسیم اشباع شده در الکترود مرجع غوطه ور شده است.

 

قطعات الکترودهای pH

وقتی پروب در یک محلول برای اندازه گیری pH قرار می گیرد، یون های هیدروژن در اطراف لامپ جمع می شوند و یون های فلزی را از لامپ جایگزین می کنند. این تبادل یون ها باعث ایجاد جریان الکتریسیته ای می شود که توسط سیم نقره ای گرفته می شود. ولتاژ این جریان الکتریکی توسط pH متر توسط تبدیل آن به مقدار pH با مقایسه ولتاژ تولید شده با الکترود مرجع اندازه گیری می شود.

 

افزایش اسیدیته محلول دارای غلظت بیشتر یونهای هیدروژن است که ولتاژ را افزایش می دهد. این ولتاژ افزایش باعث کاهش pH در pH متر می شود. همانطور که افزایش قلیایی یونهای هیدروژن را کاهش می دهد یا افزایش غلظت یون های هیدروکسیلی باعث کاهش ولتاژ و افزایش pH در pH متر می شود.

 

اصل کل pH متر سنسور pH و PH متر بستگی به مبادله یون ها از محلول نمونه تا محلول درونی (pH 7 بافر) الکترود شیشه ای از طریق غشای شیشه ای است. غلظت غشاء شیشه ای با استفاده مداوم کاهش می یابد که عملکرد پروب را کاهش می دهد.