معرفی جامع pH:

pH، پی اچ یا پ هاش در شیمی از لحاظ تاریخی نشان دهنده پتانسیل هیدروژن و یا قدرت هیدروژن می باشد و مقیاسی است که برای مشخص نمودن قدرت اسیدی بودن و یا قدرت بازی بودن یک محلول آبی مورد استفاده قرار می گیرد.

در دمای 25 درجه سانتی گراد یا به اصطلاح دمای اتاق، میزان پی اچ آب خالص 7 می باشد و اگر دما به پایین تر از 25 درجه سانتی گراد کاهش یابد، میزان pH بیشتر از 7 می شود و یا بالعکس، لذا محلول هایی که پی اچ آنها کمتر از 7 باشد خاصیت اسیدی و محلول هایی که میزان پی اچ آنها از 7 بیشتر باشد خاصیت بازی دارند.

مقیاس pH یک لوگاریتم است که نشان دهنده معکوس بودن غلظت یون هیدروژن موجود در محلول است بدین معنا که هرچه پی اچ محلول بالاتر باشد، غلظت یون هیدروژن کمتر است.

pH=-log(a_H+)=-log([H⁺]/M)

نحوه اندازه گیری پی اچ در محلول ها:

برای اندازه گیری میزان pH در محلول ها می توان از کاغذ های شناساگر یا به اصطلاح کاغذ پی اچ استفاده کرد. بدین صورت که کاغذ شناساگر را در درون محلول قرار داده و پس از چند لحظه کاغذ تغییر رنگ می دهد، سپس با استفاده از جدول راهنما مطابق با استاندارد های بین المللی رنگ کاغذ را با رنگ جدول تطبیق داده و به صورت تخمینی میزان پی اچ را اندازه گیری فرمایید.

در این روش عدد pH به دست آمده به صورت تخمینی می باشد و صحت و دقت آن بسیار پایین است و نیز قابل ذکر است که اسید های غلیظ بسیار قوی دارای پی اچ کمتر از 0 تا 2- می باشند و و نیز باز های غلیظ بسیار قوی دارای پی اچ بیشتر از 14 تا 20 می باشند و با استفاده از کاغذ نمی توان میزان pH آنها را اندازه گیری کرد، لذا برای کاربرد های دقیق و آزمایشات مهم که به نتایج دقیق و صحیح آنها احتیاج هست می توان از الکترود های شیشه ای و pH سنج ها در مدل های مختلف استفاده کرد.

نحوه کار دستگاه های پی اچ سنج یا pH متر:

پی اچ متر دستگاهی است که در محلول های مبتنی بر آب، فعالیت یون هیدروژن را اندازه گیری می کند و میزان اسیدی و یا قلیایی بودن محلول را به کاربر نشان می دهد. نحوه کار این دستگاه بدین صورت می باشد که اختلاف پتانسیل الکتریکی بین یک الکترود پی اچ و یک الکترود مرجع را اندازه گیری می کند. در گذشته در دستگاه های pH  متر دو الکترود قرار می گرفت، یک الکترود مرجع و یک الکترود پی اچ. اما امروزه در الکترود های جدید ساخته شده توسط کمپانی ها هر دو الکترود در یک الکترود قرار دارند. در این روش الکترود را داخل محلول قرار میدهیم و الکترود با اندازه گیری اختلاف پتانسیل بین الکترود پی اچ و مرجع میزان pH را بر روی صفحه نمایش دستگاه اعلام می کند.

پی اچ متر ها دارای محلول های بافر استاندارد می باشند که که قبل از استفاده دستگاه با این محلول ها کالیبره می شود تا از دقت و صحت اندازه گیری آنها اطمینان حاصل شود. به دلیل بالا بودن حساسیت  الکترود ها، تمیز بودن آنها پس از آزمایشات بسیار ضروری می باشد لذا تولید کنندگان، تاکیید می کنند که الکترود ها را به مدت 15 دقیقه در محلول سفید کننده و  شوینده قرار داده تا از هرگونه مواد مورد آزمایش پاک شوند.

کاربرد دستگاه های پی اچ سنج:

در آنالیز مواد شیمیایی سرعت و نتیجه واکنش های شیمیایی در آب در بیشتر موارد به میزان اسیدی بودن آب بستگی دارد، لذا اطلاع از میزان pH محلول ها بسیار مفید است. لذا با توجه به نیاز گفته شده در آزمایشات دستگاه های پی اچ متر با پیشرفت روز افزون و تولید دستگاه های بسیار دقیق در سایز های مختلف از جمله رومیزی و قلمی و پرتابل به همراه الکترود های متفاوت می توان دستگاه های پی اچ متر را در مکان های مختلف، اندازه گیری مستقیم و  کاربرد در صنایع متفاوت به کار برد.

از مصارف و کاربرد های دستگاه های پی اچ متر می توان به استفاده در صنعت کشاورزی، خاک کشاورزی، کیفیت آب در منابع آب شهری، استخر ها، آکواریوم ها، تولیدی های مواد آرایشی و بهداشتی، کاربرد های بالینی، آزمایشگاه ها، شیمی خون، تولید کنندگان شراب و یا آب جو، صنایع غذایی به علت تولید الکترود هایی با قابلیت اندازه گیری پی اچ مواد نیمه جامد و موارد و صنایع بسیار زیادی دیگری اشاره کرد.

مدل های pH متر:

به طور کلی پی اچ متر ها با توجه به کاربرد و دقت آنها به سه دسته کلی تقسیم می شوند:

• پی اچ متر های رومیزی: این مدل اغلب در آزمایشگاه ها استفاده می شوند که به برق شهری متصل می شود و برای نمونه هایی که برای تجزیه و تحلیل آورده می شوند مناسب است.
  

  (pH متر رومیزی)

   

• پی اچ متر های پرتابل یا قابل حمل: پی اچ متر های کوچک و قابل حملی می باشند با باطری قابل شارژ، شارژ می شود و اغلب برای استفاده در خط تولید ، مزرعه و … کاربرد دارد. از این مدل دستگاه ها برای اندازه گیری به طور مداوم در یک فرآیند استفاده کرد و می توانند به صورت مستقل و یا به یک سیستم اطلاعاتی بالاتر برای کنترل فرآیند متصل شوند.
  

  (pH متر پرتابل)

   

• پی اچ متر های قلمی: این مدل از دستگاه ها به نسبت دو مدل ذکر شده بسیار ارزان قیمت تر می باشد، در واقع دستگاه های دیجیتال دقیقی می باشد که علاوه بر اینکه صرفه اقتصادی دارد می تواند در مدل های مختلف دما و orp را نیر اندازه گیری کند.
  

  (pH متر قلمی)

   

  پی اچ متر های آنلاین: در این مدل از دستگاه ها، دستگاه در بالای مخزن مایعات قرار گرفته و پراب یا الکترود آن به طور پیوسته در مایع مخزن قرار می گیرد.  وظیفه این مدل از دستگاه ها نظارت و رصد پیوسته می باشد که در صورت بالاتر و یا پایین تر رفتن pH از عدد مد نظر ما دستگاه هشدار به کاربر دهد و حتی در یک سری از مدل ها با اتصال به پمپ های تزریق این میزان کنترل گردد.

  

  (pH متر آنلاین)