Как правильно пользоваться pH-метром

pH-метр — это важное устройство, использующееся в различных сферах науки и народного хозяйства. В статье подробно раскрыта тема как пользоваться pH-метром, назначение прибора, принцип работы и правила хранения. Будут даны рекомендации о способе настройки устройства, смешивании эталонных растворов, инструкция по забору проб воды и почвы.

Назначение

Основное назначение pH-метра заключается в максимально точном определении количества ионов водорода в различных средах. Измерение можно проводить в почвах, жидкости, газах, кислотах, продуктах питания. Замеры необходимы для выявления кислотности и прочих возможных примесей, которые вредны для здоровья. Также исследования проводятся в рамках освоения новых посевных и пастбищных площадей, при организации новых мест отдыха, в местах разведения животных и рыб, и там где это требуется нормативно. Особые пробы берутся в районах экологических и техногенных катастроф.

Устройство

Данный прибор это по своей сути является сложным измерительным устройством. Оно состоит из:

1. Боросиликатной стеклянной трубки, которая является основным электродом. Стекло отлично проводит электрически ток, не подвергается изменениям при воздействии вредных химических составов.
2. Хлорсеребрянного электрода для более точного сравнения показаний. Электрод является катализатором химической реакции при воздействии электрического тока.
3. Блока управления и расчета показаний. Маленький компьютер со встроенной в память таблицей эталонных значений, в зависимости от модели с функцией сохранения прошлых результатов.

Существует 2 основных вида этих приборов: одноэлектродные и устройства с 2 электродами. Также pH-метры подразделяются на:

1. Лабораторные, с самой точной системой измерения. Это наиболее совершенные приборы в данный момент. Позволяют производить вычисления и определение кислотности на молекулярном уровне из крайне сложной среды.
2. Промышленные. Практически не уступают в точности лабораторным. Используются для определения вредных примесей в продуктах питания, в составах химии для бытового использования, на вредных предприятиях, с высоким уровнем химических выбросов в атмосферу.
3. Бытовые. Их параметры измерения сильно занижены, по причине использования в менее агрессивных средах. Устройства используются для замера проб почвы на участках, исследования питьевой воды и продуктов питания, проверки вредности строительных материалов.

В дополнение к бытовым измерительным устройствам, прилагается эталонный раствор для сравнения показателей. Этот раствор состоит из воды с разной концентрацией ионов водорода, щелочей или кислот. Существуют растворы следующих типов:

• 1.65.
• 3.56,
• 4.01,
• 6.68,
• 9.18,
• 12.43.

Данные растворы помогут сравнить показания, полученные из почвы, воды или другой среды. Также помогут откалибровать устройство для получения самых точных показателей. В зависимости от концентрации подобные растворы можно смешивать между собой. Инструкция по смешиванию и получению необходимых концентраций часто прилагается к руководству пользователя.

Принцип работы

Принцип работы pH-метра основан на прохождении тока через вещество. Для определения количества pH ионов, электрический ток проходит по хлорсеребрянному электроду, создавая окисление для получения реакции, а также более быстрому контакту с электрическим напряжением. Иными словами, этот прибор является вольтметром. Но вместо разметки по напряжению на него нанесена разметка pH. Современные приборы позволяют осуществить замер уже по готовым электродам измерения и сравнения. Более подробно процесс измерения проходит следующим образом:

1. Боросиликатная трубка является проводником электрического тока. Внутри трубки есть шарик, для контроля замера. В трубку наливается специальный раствор на основе соляной кислоты и хлорида серебра.
2. В трубку с раствором опускается проволока из серебра.
3. Трубка опускается в среду, в которой проводится замер.
4. Для большего контакта, в раствор добавляется ртутно — каломелевая паста.
5. Весь раствор подвергается воздействию электрического тока.
6. Получившаяся реакция заставляет ионы водорода двигаться более быстро и высвобождать долю энергии.
7. С электродов при помощи мультиметра берется замер.
8. Этот замер является показателем pH в растворе.

Это лабораторный вариант измерения. Метод работает практически для любых сред. Для обеспечения точных показаний, после замера используется контрольный электрод для сравнения.

Для работы прибора требуется довольно высокое напряжение. Сила тока во время исследования должна быть не менее 10 ампер. Это необходимо для преодоления сопротивления электрическому току от объекта исследования.

Современные pH-метры способны замерять не только количество положительных ионов. Они по сути являются переносными лабораториями. Теперь можно замерять концентрацию нитратов, вредных химикатов и ионов. Встроенная система памяти способна распознать практически любой химический элемент, который способен реагировать на электрическое напряжение. Но в отличие от лабораторных устройств, для проведения анализа эти приборам не требуется высокое напряжение.

Хранение

Электроды pH-метра очень чувствительны. В результате неправильного хранения может произойти порча материала, из которого они изготовлены. Часто случается, что поверхность высыхает и может растрескаться. В появившихся трещинах может скопиться окисление от ранее проведенный измерений.

Хранить pН-метр лучше в обычной дистиллированной воде. Можно держать прибор воде с долей кислотности не выше 4. Для правильного хранения приборы комплектуются специальной колбой. В нее и нужно наливать дистиллированную воду.

Если электроды прибора со временем иссохнут, то их придется при каждом последующем замере повторно проводить калибровку устройства.

Настройка

Данное устройство является сложным прибором, который используется для замера нейтральных, агрессивных и вредных сред. За точностью его показаний необходимо постоянно следить и сверять их с эталонным раствором. При появлении разницы в замере, прибор необходимо откалибровать. Калибровка также нужна:

1. Согласно инструкции, в начале каждого месяца и не менее 2 раз.
2. После того, как была проведена замена электродов.
3. Если работа проводилась во вредных средах.
4. После продолжительного бездействия устройства.

Перед тем как настроить прибор, необходимо создать эталонный раствор. Он основан на фиксанале, растворенном в литре дистиллированной воды. Раствор делается с соблюдением следующих правил:

1. В стеклянный сосуд нужно налить дистиллированную воду. Примерно 800 миллилитров.
2. В сосуд помещается стеклянная колба.
3. Ампулу с фиксаналом нужно вскрыть и налить состав на стенку воронки.
4. Фиксанал с поверхности стенки медленно смыть 200 миллиграммами дистиллированной воды.
5. Уровень необходимо обязательно довести до 1 литра. Раствор будет готов для использования через час после приготовления.

Очень важно при приготовлении раствора использовать стеклянную посуду и воронку. Металлические и пластиковые не подойдут, так как могут внести в раствор долю своего состава. После приготовления и настоя, этот состав должен иметь долю кислотности равной 6.86 pH.

Одноточечное устройство

Калибровка одноточечного устройства проводится следующим образом:

1. В емкость с полученным раствором опускается включенный pH-метр.
2. Далее нужно зафиксировать полученные данные.
3. При помощи регулировочного винта проводится доводка устройства до показателей равных 6.86 pH.

Настройки проводятся очень медленно, без резких поворотов. Если после калибровки устройство не планируется использовать, его нужно помыть и вложить в колбу с водой для хранения.

Двухточечное устройство

Правила настройки двухточечного pH-метра полностью схожи с ранее описанным. Единственным отличием является регулировка двух электродов. После того, как прибор был помещен в сосуд с раствором, каждый электрод отдельно доводится до показателя 6.86 pH при помощи регулировочных винтов.

Правила использования

После того как прибор был откалиброван, его можно использовать для забора проб. Согласно инструкции, перед тем как использовать прибор, необходимо:

1. Прибор включить и дать ему откалибровать свою работу. В зависимости от модели устройства, на это понадобится от 5 до 30 минут.
2. Провести осмотр электродов. При необходимости ополоснуть электроды проточной водой и протереть бумажной салфеткой. После чистки прибор не должен соприкасаться с любыми поверхностями.
3. Приготовить эталонные растворы. За эталон берутся составы с уровнями кислотности 7, 4, 9, 21.
4. Проверить работу прибора в любом из растворов.
5. После проверки еще раз промыть электроды.

Многие начинающие любители химии задаются вопросом для чего такие приготовления к замерам. Такое руководство необходимо с целью проведения наиболее точных измерений кислотности.

Проба воды

Для замера кислотности воды достаточно провести забор жидкости в размере нескольких миллилитров. Если замер проводится на больших водных территориях, забор нужно взять из нескольких точек, а также разных глубин. Во взятую пробу нужно опустить электроды устройства и включить проверку. У разных моделей различное время отклика на анализ. После активации, нужно подождать отклика устройства в течение 2–5 минут.

Если вода используется для полива растений или содержания аквариумных рыб, перед замером выясняют какой уровень кислотности необходим для их жизнедеятельности.

После замера результат сравнивается с эталонным и при необходимости уровень снижается или повышается при помощи химических подпиток.

Проба почвы

Пробы почвы важны, если ранее земля использовалась в качестве могильников для химических веществ, территорий промышленных предприятий.

Для этих замеров также понадобится эталонный уровень pH. Далее просто берется проба с разных мест. Пробу нужно взять с каждого места дважды. Далее необходимо:

1. Один забор с разных мест хорошо перемешать.
2. Второй забор проб разложить отдельно друг от друга.

Замер каждой пробы проводится отдельно. Если все результаты одинаковы, то дальнейшее исследование смешанной почвы не понадобится.

Почва очень изменчива по своему составу. На уровень pH могут влиять следующие факторы:

1. Повышение уровня углекислого газа.
2. Вредные выбросы промышленных предприятий.
3. Лесные пожары и другие катаклизмы.
4. Изменение уровня грунтовых вод.
5. Вымывания почвы после проливных дождей.
6. Выпадения осадков.
7. Таяние снега.
8. Деятельность людей и животных.

Любые воздействия внешней среды и вмешательство человека вносят изменения в кислотный состав почвы.

Если почва используется для посадки растений, то pH-метр необходим для регулирования состава и концентрации удобрений. Для контроля нужно узнать pH уровень удобрений и сравнить этот показатель с пробой почвы. При необходимости можно понизить щелочную составляющую или уровень кислотности почв.

Обзор рынка ручных pH-метров

Представляем обзор измерителей кислотности для использования в быту

Kelilong PH-009

Данное устройство небольшого размера и крайне простое в использовании. В комплекте есть пластиковый футляр для хранения и переноски. Калибровочная отвертка поможет владелецу быстро подготовить прибор для работы. Данные отображаются на небольшом монохромном дисплее. Заявленная стоимость — 1500 рублей.

Плюсы :

• нормальная точность;
• компактный;
• удобен в использовании;
• небольшое энергопотребление;
• не сложная калибровка.

Минусы:

• не для работы при отрицательных температурах

HM Digital PH-80

Процесс калибровки прибора осуществляется нажатием одной кнопки. Полностью герметичный корпус. Есть специальный чехол для защиты от царапин и иных повреждений. Результаты отображаются на небольшом ЖК-дисплее. Имеется инструкция на русском языке. Ориентировочная стоимость 3700 рублей.

Плюсы :

• небольшие размеры;
• малое энергопотребление;
• IP66 — высокий класс защиты;
• быстрая калибровка.

Минусы:

• уменьшение точности в загрязненной среде.

Hanna HI98127 pHep 4

Калибровка может осуществляться по одной или двум точкам. Есть функция автоматической компенсации t. Корпус водонепроницаемый. Крупноразмерный экран удобен для работы при любом освещении. Самая дорогая модель — 14200 рублей.

Плюсы :

• большой дисплей;
• пылевлагозащищенность;
• компактный.

Минусы:

• очень высокая стоимость.

Заключение

pH-метр относится к сложной измерительной технике. Ее правильное использование поможет выявить уровень токсичности любой среды. Также необходимо помнить о регулярной калибровке устройства и о его правильном хранении.

Видео по теме