การวัดค่า(pH) ในสารละลายหรือน้ำ และการใช้เครื่องมือวัดค่า(pH)

การวัดค่า pH ในสารละลาย หรือน้ำ

            ค่า (pH) คือ  เป็นคำแสดงความเข้มข้นของค่าความเป็น กรด-ด่าง จากปฏิกิริยาของอิออนของไฮโดรเจน (H+)ของสารละลายหรือน้ำ หรือ ปริมาณความเข้มข้นของไฮโดรเจนของอิออนที่มีอยู่ในน้ำ(สารละลาย) และเป็นหน่วยวัดค่าความเป็น กรด-ด่าง ในสารละลายหรือน้ำ สำหรับตัวเลขที่แสดงค่า (pH) ถ้ามีค่าเท่ากับ 7หรือเรียกกันว่า pH balance แสดงว่าสารนั้นเป็นกลางไม่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือด่าง ถ้ามีค่าน้อยกว่า 7 แสดงว่าเป็นกรด และถ้ามากกว่า 7 แสดงว่าเป็นด่าง
 
การวัดค่า pH
            การวัดค่า pHของสารละลาย หรือ น้ำ เราสามารถวัดค่า(pH)ได้หลายวิธี โดยวิธีวัดค่าด้วยกระดาษลิตมัสจากการเปลี่ยนสี( colorimetric) หรือวิธีวัดค่าด้วยเครื่องวัดค่าอัตโนมัติ( pH Meter Electronic) การวัดค่าปริมาณเข้มข้นของอนุภาคไฮโครเจน (H+)ในน้ำการวัดค่า pH มีประโยชน์มากในด้านการควบคุมการทำงานและควรตรวจวิเคราะห์ทุกวันเนื่องจากเป็นองค์ประกอบของสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ และการควบคุมให้ค่า PH ใกล้ 7 มากที่สุด หรือค่าความเป็นกลาง ในที่นี้ ขอกล่าวถึงการวัดค่า pH ด้วยวิธี electronic เนื่องจากเป็นวิธีที่นิยมกันในปัจจุบัน และเป็นวิธีที่มีความถูกต้องแม่นยำสูง และใช้งานง่าย

 เครื่องวัดค่า (pH)แบบ Electronic (pH meter)

               เครื่องวัด( pH meter) ใช้วัดค่า pHของสารละลาย ด้วยอาศัยหลักการวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า (electrical potential)โดยการใช้ electrolytic cell ที่ประกอบด้วย electrode 2 ชนิด
 ที่เกิดขึ้นระหว่าง indicator electrode และ reference electrode ซึ่งจุ่มอยู่ในสารละลาย แล้วเปลี่ยนค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ให้เป็นค่า pH โดยการเทียบค่ากับสารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐาน
แต่เนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนั้น เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ซึ่งเป็นผลให้ค่า pH เปลี่ยนแปลงตามไปด้วย เครื่องวัด pH จึงต้องมีการชดเชยค่าของการวัด อันเนื่องจากอุณหภูมิ โดยใช้หัววัดวัดอุณหภูมิของตัวอย่าง ขณะทำการวัด แล้วปรับเปลี่ยนเป็นค่า pH ณ ขณะนั้นๆ  

การใช้เครื่องมือวัดค่า pH meter

              ก่อนที่จะใช้เครื่องวัดควรตรวจสอบสภาพความพร้อมของเครื่องมือก่อน หลังจากนั้นจึงใช้งานตามแนวทางปฏิบัติทั่วๆ ไป ดังนี้

1.    เปิดเครื่องวัด pH เพื่ออุ่นเครื่องก่อนวัดประมาณ 5-10 นาที
2.    การ calibrate ด้วยสารละลายบัฟเฟอร์ ที่มีค่า pH อยู่ในช่วงที่คาดว่าใกล้เคียงกับตัวอย่างที่จวัด    แต่เครื่องวัด pHจะกำหนดสารละลายบัฟเฟอร์ไว้ตายตัว คือ pH 7.0 และ 4.0 ตามลำดับ ในขณะที่       เครื่องวัด pHนั้น สามารถเลือกสารละลายบัฟเฟอร์ ที่ต้องการ calibrate
      ได้ตามต้องการ การ calibrate ทำได้โดยเทสารละลายบัฟเฟอร์ลงในบีกเกอร์ แล้วจุ่มหัววัดลงไป แล้วทำตามขั้นตอนที่ได้แนะนำไว้สำหรับเครื่องวัด pHขณะ calibrate ควรแกว่งหัววัดเบาๆ
3.    ล้างหัววัดด้วยน้ำกลั่น และซับให้แห้งก่อนวัด pH ทุกๆ ครั้ง หรือทุกๆ ตัวอย่างของน้ำที่วัด
4.    เทน้ำตัวอย่างที่ต้องการวัดลงในบีกเกอร์ แล้วทำการวัด pH โดยแกว่งหัววัดเบาๆ เมื่อค่า pH หยุดนิ่งประมาณ 10 วินาที จดบันทึกค่าที่วัดได้ (การจดบันทึกค่าที่วัดได้ควรปฏิบัติตามคู่มือการใช้เครื่อง)
5.    ทำความสะอาดหัววัด แล้วเก็บเข้าที่ให้เรียบร้อย


การดูแลรักษา เครื่องวัด pH
1.  เมื่อใช้เครื่องวัด pH เสร็จแล้ว ควรล้างหัววัดด้วยน้ำกลั่น หรือสารละลายอื่นๆ ที่ล้างคราบสกปรกที่    จับที่ผิวนอกเมมเบรนทุกครั้งก่อนเก็บ เพื่อป้องกันคราบสกปรก
2.  ห้ามเก็บหัววัดในน้ำกลั่น หรือในสารละลายบัฟเฟอร์ หรือกรดใดๆ ทั้งสิ้น เนื่องจากจะทำให้หัววัดเสื่อมสภาพเร็วขึ้น
3.  ก่อนใช้งาน ควรล้างหัววัดให้สะอาด เนื่องจากการแช่ในน้ำยาเก็บหัววัด จะสร้างฟิล์มบางๆ ที่เมมเบรน ซึ่งจะทำให้การวัดค่า pH ไม่ถูกต้อง และไม่ควรทำการ Calibrate
     ทันทีหลังจากการเริ่มนำมาใช้ แต่ควรแช่ในสารละลายบัฟเฟอร์จุดแรกก่อนเพื่อให้เกิดการสมดุลย์
4.  หัววัดที่มีรูถ้าเกิดการอุดตัน จำเป็นต้องล้างด้วยน้ำยา โดยแช่ทิ้งไว้ได้นาน 1-24 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับความสกปรก