מבוא של מד pH

הגדרת מד pH

מד pH מתייחס למכשיר המשמש לקביעת ערך ה-pH של תמיסה. מד ה-pH פועל על פי עקרון הסוללה הגלוונית. הכוח האלקטרו-מוטיבציוני בין שתי האלקטרודות של הסוללה הגלוונית מבוסס על חוק נרנס, אשר קשור לא רק לתכונות האלקטרודות, אלא גם לריכוז יוני המימן בתמיסה. קיים קשר מקביל בין הכוח האלקטרו-מוטיבציוני של הסוללה הראשית לריכוז יוני המימן, והלוגריתם השלילי של ריכוז יוני המימן הוא ערך ה-pH. מד ה-pH הוא מכשיר אנליטי נפוץ, הנמצא בשימוש נרחב בחקלאות, בהגנת הסביבה ובתעשייה. רמת ה-pH של הקרקע היא אחת התכונות הבסיסיות החשובות של הקרקע. יש לקחת בחשבון גורמים כמו הטמפרטורה וחוזק היוני של התמיסה הנבדקת במהלך מדידת ה-pH.

עקרון מד החומציות

pH מוגדר כלוגריתם השלילי של ריכוז יוני המימן בתמיסה המימית. למרות שזה נשמע מסובך, במילים פשוטות מאוד, pH הוא מספר המשמש לכמת את החומציות או הבסיסיות של תמיסה. המספר מציין את מספר יוני המימן שחומר מסוים יכול לשחרר בתמיסה. בטווח ה-pH, pH של 7 נחשב ניטרלי. תמיסות עם pH של 0-7 נחשבות חומציות, ותמיסות מעל 7 עד 14 נקראות תמיסות בסיסיות. במערכות ביולוגיות, pH הוא קריטי. הודות ל-pH המותאם בקפידה, רוב הביומולקולות בגופנו יכולות לבצע פונקציות מצוינות. אפילו במערכת ניסיונית, יש לשמור על ה-pH הנדרש כדי לקבל תוצאות מדויקות. לכן, בניסויים ביולוגיים, משתמשים במכשיר הנקרא מד pH כדי לנטר בקפידה את ה-pH.

מד ה-pH הוא אלקטרודה המגיבה ל-pH המודדת את פעילות יוני המימן בתמיסה ומשדרת מידע זה. המכשיר מורכב משתי צינורות זכוכית, שכל אחת מהן מכילה אלקטרודה, אלקטרודת ייחוס ואלקטרודת חיישן. אלקטרודת הייחוס עשויה מתמיסת KCl רוויה, בעוד שאלקטרודת החיישן מכילה תמיסת בופר עם pH של 7, וחוט הכסף המצופה בכסף כלורי טובל בשתי תמיסות אלו. בקצה אלקטרודת החיישן נמצאת נורה עשויה מזכוכית נקבובית מצופה בסיליקה ומלח מתכת.

כדי למדוד את רמת החומציות (pH) של התמיסה, מד ה-pH טובל בתמיסה. לאחר שנורת האלקטרודה של החיישן נוגעת בתמיסה, יוני המימן בתמיסה יחליפו את יוני המתכת שעל הנורה. החלפה זו של יוני מתכת גורמת לזרימת זרם בחוט המתכת, אשר נקרא על ידי וולטמטר.

מד ה-pH הוא אחד הציוד הנפוצים ביותר במעבדות ביולוגיות. יש לנתח באופן שגרתי את רמת ה-pH של בופרים, תמיסות וריאגנטים כדי להבטיח שתנאי הניסוי נכונים. כדי להבטיח קריאות מדויקות, יש לכייל את הציוד באופן קבוע.

יישום של גלאי מד pH

יישום גלאי מד pH בתהליך טיהור שפכים ביתי

יישום מד pH בטיפול בשפכים אלקטרוליטיים

יישום של מד pH מקוון בתעשייה

כיול מד PH