Ph-метры: что это, какими бывают и как пользоваться?

Оглавление

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.

Приложения

Скорость и результат химических реакций, происходящих в воде, часто зависят от кислотности воды, и поэтому полезно знать кислотность воды, обычно измеряемую с помощью pH-метра

Знание pH полезно или важно во многих ситуациях, включая химические лабораторные анализы. pH-метры используются для измерения качества почвы в сельском хозяйстве , качества воды для городского водоснабжения , плавательных бассейнов , восстановления окружающей среды ; приготовление вина или пива; производство , здравоохранение и клинические приложения, такие как химия крови ; и многие другие приложения.

Достижения в области оборудования и обнаружения расширили число приложений, в которых могут проводиться измерения pH. Устройства уменьшены в размерах , что позволяет напрямую измерять pH внутри живых клеток . Помимо измерения pH жидкостей, доступны специально разработанные электроды для измерения pH полутвердых веществ, таких как пищевые продукты. У них есть наконечники, подходящие для прокалывания полутвердых тел, материалы электродов, совместимые с пищевыми продуктами, и устойчивость к засорению.

Требования к электроду

В конце 1940-х — начале 1950-х годов оборонный заказ явился стимулом интенсивных исследований в области измерительной аппаратуры такого рода. Обусловлено это было, в числе прочих причин, и тем, что особая роль в контроле реакций при различных химических процессах отводится приборам, от точности показаний которых напрямую зависит корректность всей технологической цепи; в наибольшей степени, конечно, во вредных производствах, когда снятие показаний состояния среды либо представляет опасность для здоровья, либо вообще технически невозможно (агрессивная среда, высокие температуры и давление, процессы, требующие изоляции и т. д.).

Так, при ядерном синтезе и получении оружейного плутония первостепенное значение имеет выраженное количественно понимание структуры и свойств материалов, влияющих на функции, и обратимость сделанных из них стеклянных электродов — как уже отмечено, важнейших элементов этой измерительной аппаратуры.

В 1951 году физикохимиком М. М. Шульцем первым термодинамически строго и экспериментально была доказана натриевая функция различных стёкол в разных областях pH, являвшаяся одной из ключевых гипотез ионообменной теории стеклянного электрода Б. П. Никольского. Это стало определяющим этапом на пути к промышленной технологии настоящих приборов, — формированию ионометрии со стеклянными, позднее — с мембранными электродами, что позволило организовать их массовое производство и сделало доступным для использования в любых лабораторных и производственных условиях. Производство первых образцов этой категории аналитической аппаратуры было налажено при участии Тбилисского СКБ «Аналитприбор» в лице его сотрудников В. А. Долидзе, Г. А. Симоняна и др., московских исследователей В. П. Юхновского, А. С. Беневольского и др., харьковских учёных В. В. Александрова, Н. А. Измайлова, — на Гомельском заводе измерительных приборов в 1959 году>;>1967 году выпуск электродов стеклянных и вспомогательных — промышленного и лабораторного назначения, вырос с 1,5 тысяч почти до 2 миллионов штук. Количество электродного стекла всех типов, сваренного на заводе за этот же период выросло с 1 тысячи кг более чем до 200 тысяч кг.

Развитие, расширение производства электродного стекла сделало доступной эту аналитическую аппаратуру.

Современные измерительные электроды конструктивно бывают:

  • со встроенным контрольным электродом и с отдельно выполненным;
  • перезаряжаемые и неперезаряжаемые;

В большинстве иностранные электроды для бытовых нужд изготавливаются в виде не перезаряжаемого датчика со встроенным контрольным электродом. Реже встречаются перезаряжаемые со встроенным контрольным электродом. Электроды советского образца чаще всего с отдельно выполненным контрольным и перезаряжаемые, что значительно снижало затраты при замене стеклянной части.

Основной практический недостаток любых современных электродов заключается в постепенном накоплении микротрещин в стекле или загрязнении микропор. В случае органического и части неорганических загрязнений помогает очистка раствором соляной кислоты. Однако, в случае инертных к хлорированию загрязнений или значительном накоплении микротрещин показания датчика необратимо изменяются. Тут стоит отметить, что даже при не использовании электрода происходит изменение пористости стекла и старение. В определённом диапазоне изменения показаний электрода последние нивелируются регулярной очисткой и калибровкой. Как только возможности измерительного блока не позволят выставить калибруемое значение — электрод подлежит утилизации. Также, стоит отметить и другой недостаток использования старых или бракованных электродов. При чётких показателях в калибровочных растворах, в измеряемых растворах может наблюдаться медленный дрейф параметра. Подобное поведение после тщательной очистки и калибровки также служит показанием для замены стеклянной/мембранной части или датчика целиком.

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.

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.

Как пользоваться и хранить?

Главная задача всех рН-метров – это определение показателей активности ионов водорода в гидропонных растворах. Речь идет о жидких измерителях уровня РН, лакмусовых бумажках (индикаторах) и электронных устройствах. Если в первых двух случаях все предельно ясно, то для последней категории существуют специальные инструкции по эксплуатации.

Прежде всего следует запомнить, что главным элементом всех измерительных приборов описываемой категории является стеклянный электрод. К сожалению, он имеет свойство стареть при длительных перерывах в использовании. В результате показания прибора утрачивают свою точность

С учетом данной особенности необходимо уделять особое внимание правильной эксплуатации, обслуживанию и хранению pH-метра

Описываемые образцы современной измерительной техники эксплуатируются очень часто, поскольку кислотность исследуемой среды способны часто и существенно изменяться. Перед каждым использованием прибора делают забор исследуемого материала. Отобранный раствор наливают в чистую емкость и помещают в него измерительный электрод. При этом показания на экране сначала будут активно изменяться. Однако буквально через несколько секунд цифры перестанут мелькать и остановятся, продемонстрировав результат измерений.

Получив требуемые показания, необходимо позаботиться о чистоте прибора. Его следует тщательно промыть чистой, желательно проточной водой. После этого РН-метр помещают в специальный раствор для хранения. Подобный подход позволяет максимально продлить срок эксплуатации устройства и обеспечить его точность. Независимо от условий эксплуатации и при правильном уходе все измерительные приборы для определения кислотности периодически требуется калибровать.

За сутки до предстоящей калибровки оборудование помещают в дистиллированную воду. Для проведения процедуры потребуется специальное вещество с определенной кислотностью, именуемое фиксаналом. Его растворяют в дистиллированной воде до необходимой концентрации. Для этого в стеклянной колбе располагают воронку, внутри которой вскрывается ампула с фиксаналом, после чего его смывают со стенок. Вода при этом доливается до отметки в 1 литр. Полученный раствор настаивается в течение одного часа. Можно воспользоваться уже готовым раствором. В ситуациях с одноточечными приборами для калибровки потребуется фиксанал с кислотностью 6,86, а сам процесс включает в себя следующие шаги:

  • прибор помещается в подготовленный раствор;
  • за счет вращения винта добиваются совпадения показаний РН-метра с уровнем кислотности фиксанала.

Двухточечные модели отличаются максимальной точностью результатов измерений. Подобные эксплуатационные свойства обусловлены возможностью более точной настройки по двум точкам. Калибровка в подобных случаях предусматривает 2 этапа. Изначально происходит настройка с помощью одного винта, как в ситуации с одноточечным рН-метром. Затем при помощи второго винта добиваются совпадения показателей по второй точке, которую называют линией соответствия.

Помимо всего уже перечисленного, следует акцентировать внимание на том, как правильно хранить рН-метр

Важно учитывать, что продолжительное бездействие и пересыхание максимально негативно отражаются на эксплуатационных свойствах прибора. Именно поэтому настоятельно рекомендуется помещать устройство в специальные растворы для хранения электродов

Речь идет о дистиллированной воде или воде, показатель кислотности которой составляет 3-4 единицы

Именно поэтому настоятельно рекомендуется помещать устройство в специальные растворы для хранения электродов. Речь идет о дистиллированной воде или воде, показатель кислотности которой составляет 3-4 единицы.

В следующем видео вас ждут выбор, обзор и правильная калибровка рН-метра.

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.

Как хранить рН-метр?

Поскольку для содержащегося в метре электрода бездействие и пересыхание губительны, то хранить устройство лучше всего либо в дистиллированной воде, либо в воде с кислотностью около 3-4 единиц.

Хранение рН-метра без водной среды приводит к тому, что показания прибора становятся недостоверными уже через 3-4 недели, отклонение показателей становится со временем все больше.

Таким образом, если хранить рН-метр неправильно, то придется часто заниматься калибровкой, чтобы устройство вновь стало правильно отражать картину.

Однако калибровка требуется время от времени даже при правильном хранении и, тем более, когда устройство только куплено, ведь какое-то время оно уже пролежало на складе.

Что это такое?

Изначально необходимо уточнить, что речь пойдет о высокоточном лабораторном и бытовом оборудовании. Главная задача подобных электронных устройств – это измерение водородного показателя (уровня рН). Последний представляет собой характеристику активности ионов Н в различной среде (пищевая продукция, различные растворы, сырье, вода) и производственных системах, функционирование которых предусматривает наличие постоянного контроля всех процессов.

Промышленные рН-метры, характеризующиеся максимальной точностью, используются, например, для эффективного мониторинга состояния растворов разделение плутония и урана. В подобных ситуациях требования, предъявляемые к корректности работы измерительной техники без дополнительной калибровки, являются более чем высокими. Однако независимо от назначения, для всех рассматриваемых приборов характерен одинаковый принцип устройства. При этом конструкции могут быть:

  • с интегрированным контрольным измерительным электродом;
  • с отдельным выполненным указанным элементом;
  • перезаряжаемые;
  • без функции перезарядки.

В подавляющем большинстве случаев бытовые модели импортных марок представляют собой неперезаряжаемые датчики, имеющие встроенный электрод. Приборы с опцией перезарядки встречаются намного реже. РН-метры отечественного производства (некоторые еще советской разработки) – это перезаряжаемые приборы с отдельным контрольным электродом. Стоит отметить, что данный вариант является более экономичным, поскольку предусматривает возможность существенного сокращения эксплуатационных расходов.

Главным и наиболее существенным минусом современных устройств стало постепенное появление и накапливание микротрещин на стеклянной части и забивание микропор.

Стоит учитывать, что большое количество микротрещин и наличие загрязнений, инертных к хлорированию, неизбежно отразятся на точности показаний прибора

Важно также помнить, что при длительных перерывах в его эксплуатации возможно изменение пористости стекла и старение

Указанные изменения можно достаточно успешно нивелировать регулярной и качественной очисткой, а также периодической калибровкой. Однако если состояние измерительного элемента уже не позволяет выставить полученное в процессе корректировки значение, то электрод следует утилизировать

Помимо всего прочего, при эксплуатации старых рН-метров необходимо принимать во внимание еще один важный момент. При максимально четких показаниях растворов, используемых в процессе калибровки, возможно появление такого явления, как дрейф параметра

Это является показателем для замены мембранного элемента или же всего электрода целиком.

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.

Лучшие портативные pH-метры

Главной особенностью подобных моделей является возможность автономной работы. Они широко применяются в полевых исследованиях или быту. Портативные pH-метры обладают малыми габаритами и получают питание от батареек либо встроенных аккумуляторов.

Ohaus ST300-B

Во время калибровки на экране прибора отображаются специальные индикаторы. Они помогают владельцу произвести настройку максимально точно. Установленные параметры сохраняются в памяти модели. Удобное использование обеспечивают такие функции, как автоматическая термокомпенсация и распознавание буферов.

Рабочий диапазон прибора — 0-14 pH, предел погрешности 0,01 pH. Для комфортной работы в любых условиях в комплектацию включены держатель электрода, ручной ремешок и уплотнители, отвечающие классу защиты IP54. Корпус устройства оснащен откидной опорой – ее использование дает возможность установить измеритель на горизонтальной поверхности.

Достоинства:

  • ударопрочный корпус;
  • высокая точность;
  • компактность;
  • длительная автономная работа;
  • удобная калибровка.

Недостатки:

высокая цена.

Ohaus ST300-B способен работать без замены батареек в течение 500 часов – прекрасный выбор для продолжительной работы на улице.

Hanna HI98127 pHep 4

Калибровка прибора может производиться по одной или двум точкам. Функция автоматической температурной компенсации и водонепроницаемый корпус позволяют использовать его в сложных климатических условиях. Крупноразмерный светодиодный дисплей удобен для восприятия при любом освещении.

Диапазон измерений составляет 2-16 pH, погрешность — до 0,1 pH. Благодаря индикатору стабильности пользователь своевременно получает информацию о точном моменте получения устойчивого показателя.

Комплект из четырех батареек напряжением 1,5 В обеспечивает непрерывную работу модели в течение 350 часов.

Достоинства:

  • компактность;
  • предупреждение о разряде батарей;
  • функция автоотключения;
  • возможность замены электродной пары.

Недостатки:

сложная калибровка.

Hanna pHep способен работать в агрессивных средах – надежный выбор для использования в полевых условиях.

Kelilong PH-009 (I)

Прибор обладает небольшими размерами и крайне прост в использовании. В комплект входит пластиковый футляр для удобства и безопасности хранения. С помощью калибровочной отвертки владелец может быстро подготовить устройство к работе. Показания отображаются на небольшом монохромном дисплее.

Диапазон измерений составляет 0-14 pH, погрешность — не более 0,1 pH. Защитный колпачок встроенного датчика предохраняет его от механических повреждений.

Другой особенностью устройства является автоматическая температурная компенсация в пределах 0-50 °C. Функция устраняет отклонения показаний при изменении сопротивления проб.

Достоинства:

  • высокая точность;
  • компактность;
  • удобство использования;
  • низкий расход энергии;
  • простая калибровка.

Недостатки:

боится отрицательных температур.

Kelilong PH-009 (I) используется в чистой воде. Экономичный выбор для измерения уровня pH в аквариуме, бассейне или любом другом искусственном водоеме.

HM Digital PH-80

Калибровка устройства осуществляется нажатием одной кнопки. Компактный корпус полностью герметичен. Прибор может храниться в специальном чехле, что предохраняет его от царапин и иных механических повреждений. Результаты проведенных замеров выводятся на небольшой ЖК-экран.

Рабочий диапазон составляет 0-14 pH, погрешность — до 0,2%. Модель питается от батареек типа LR1130 и отличается низким энергопотреблением. Измеритель готов к работе сразу после покупки. К полезным функциям аппарата стоит отнести сохранение показаний, автоотключение и индикацию разряда.

Достоинства:

  • малые габариты;
  • экономия энергии;
  • высокий класс защиты — IP66;
  • быстрая калибровка.

Недостатки:

снижение точности в загрязненной среде.

HM Digital PH-80 предназначен для использования в воде. Применяется в бассейнах, котлах, системах очистки и пр. 

pH-150МИ

pH-метр предназначен для измерения значений pH, окислительно-восстановительного потенциала (Eh) и температуры в технологических и других водных растворах, природных и сточных водах.

pH-150МИ (без штатива)

pH-метр предназначен для измерения значений pH, окислительно-восстановительного потенциала (Eh) и температуры в технологических и других водных растворах, природных и сточных водах.

pH-150МИ (с ножом для мяса)

pH-метр предназначен для измерения значений pH, окислительно-восстановительного потенциала (Eh) и температуры в водных растворах и непосредственного измерения рН мяса и мясопродуктов.

сферы и методики применения pH-метра, измерение ph

Прибор может использоваться во многих производствах, где необходим контроль среды, универсальным показателем состояния которой и соответствия её требуемым — является pH: при высокотехнологичном производстве всех видов горючего, в фармакологической, косметической, лакокрасочной, химической, пищевой промышленности и мн. др.;

pH-метры имеют широкое применение в научно-исследовательской практике химиков, микробиологов и почвоведов, агрохимиков, в лабораториях стационарных и передвижных, в том числе полевых, а также клинико-диагностических (для контроля физиологических норм и диагностики), судебно-медицинских.

Контроль и диагностика качества воды

Измерительне pH-метры используются в аквариумных хозяйствах, для контроля и диагностики качества воды в бытовых условиях, в земледелии (особенно в гидропонике).

Ацидогастрометр специализированный медицинский pH-метр

Специализированный медицинский pH-метр, применяемый для измерения кислотности непосредственно в полых органах человека, называется ацидогастрометр.

Современный измерительный инструмент — электронный лабораторный прибор — рН-метр.

Особенности правильной калибровки pH-метров, настройка измерительного прибора для проведения точного измерения водородного показателя (показателя pH) водных растворов. рН-электроды — это не идеальные системы. Они могут иметь различную длину, несовершенную геометрическую форму, нарушения в составе внутреннего электролита и т.д.

Все это влияет на их характеристики и, в тоже время, это вполне нормально, так как в любом производстве существуют определенные допуски. Поэтому каждый рН-метр нуждается в калибровке, которая помогает прибору установить соотношение между сигналом от электрода и значением рН в растворе.

Калибровка pH-метра, настройка измерительного прибора для проведения точного измерения водородного показателя

Калибровка – очень ответственный момент! Надо отдавать себе отчет о невозможности измерения рН с точностью большей, чем используемые стандарты

Если работаете с точностью 0.01рН, то необходимо выполнение следующих условий: суммарная погрешность рН-метра и электрода не должна превышать 0.005 рН и проводить калибровку следует с особым вниманием на специальных высокоточных буферных растворах. Купить такие растворы нельзя, поскольку они не хранятся

Их придется готовить самостоятельно, с использованием специально подготовленных химических реактивов и воды.

Высокоточное измерение рН буферным раствором. Как приготовить буферный раствор с высокой точностью +/- 0.005 рН,

Похожие записи:

Плиты перекрытия (жби, жб, железобетонные): размеры, монтаж, технические характеристики, серия Устройство отмостки и дренажа фундамента Изготовление ферм из профильной трубы своими руками Диапазон размеров ламинатной доски Проекты гаражей с хозблоком: варианты и способы их реализации + фото Плесень в бане: как избавиться