A pH mérést befolyásoló tényezők

A pH mérést befolyásoló tényezők és az egyes módszerek hibalehetőségei:

Kolorimetriás mérések esetében:

Sóhiba: mivel a kationok is hatással lehetnek az indikátorok színváltozására, a 0,2 mol/l feletti sókoncentrációjú oldatokban előfordulhat egy kis színeltolódás.

Alkoholhiba: Indikátorral „színezett” alkoholos oldatoknál előfordul, hogy ugyanolyan színt mutató indikátoros vizes pufferoldattal összehasonlítva nem egyforma kémhatású oldatok vannak a háttérben.

Alkaloidhiba: alkaloidokat tartalmazó oldatokban, ha indikátort cseppentünk bele, alkaloidszármazékok keletkezése figyelhető meg, amely megnehezíti illetve pontatlanná teszi a mérést.
Műszeres mérések esetében:

Mire figyeljünk oda a műszer használatakor?

A pH érzékeny elektródát soha nem szabad hagyni kiszáradni, a tárolására (mérések között is) speciális elektróda tároló folyadék áll rendelkezésre. Az elektródákat nem szabad kemény tárgyhoz érintetni, odaütni. Minden mérés után tisztított vízzel le kell öblíteni. Az elektróda nem használható erős savakban, maró anyagokban és organikus oldószerekben. Magas hőfokon csak üvegborítású elektróda használható, az is csak rövid időtartamban.
A műszer megfelelő működése a kalibráláson múlik

A mérőműszert hosszabb használatkihagyás vagy elektródacsere után újra kell kalibrálni. Szintén szükséges a kalibráció erős sav (2-nél alacsonyabb pH) és erős lúg (12-nél nagyobb pH), valamint fluorid iont tartalmazó és organikus anyagok mérése esetén. Kalibráláskor és az utána következő mérésekkor fontos, hogy az oldatok közel azonos hőmérsékletűek legyenek.

 

Mire jók a pufferoldatok?

A pufferoldatok olyan vegyületek, amelyeknek nagyon stabil (és ismert) a kémhatása, és bizonyos kapacitáshatárig akkor sem változik, ha az övétől eltérő kémhatású oldatot adagolunk hozzá. Nagyon egyszerűen – és tudománytalanul, mégis közérthetően – megfogalmazva a pufferek olyan oldatok, amelyek bizonyos mértékig képesek elnyelni egy hozzájuk adott oldat kémhatását.

pH kalibráló folyadék / pufferoldat
pH kalibráló folyadék / pufferoldat

A pufferek minden esetben kétkomponensű oldatok (gyenge sav vagy gyenge bázis és annak erős bázissal vagy erős savval – figyeljünk, hogy ellentétpárokról van szó! – alkotott sójának keveréke). Léteznek többértékű savak savanyú sóinak elegyéből készült pufferoldatok is. Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Az elektromos pH mérőműszer működése, kalibrálás.

A kémhatásmérő elektromos műszer működése azon alapul, hogy az oldatban mért potenciálváltozás mértéke összefügg a kémhatás változásával (illetve fordítva): szobahőmérsékleten kb. 60 mV/pH potenciálváltozásnak 1 pH egységnyi kémhatás-változás felel meg. Mivel a hőmérséklet befolyásolja az oldatok pH-ját, a szobahőmérséklettől eltérő környezetben ez az érték változhat.

Milwaukee digitális pH mérő
Milwaukee digitális pH mérő

Minden mérés előtt a műszert kalibrálni kell, azaz meg kell tanítani neki, hogy az adott körülmények között át tudja váltani a mért potenciált pH egységre. A kalibrálás úgy történik, hogy a műszerrel megmérjük két puffer oldat (amely kémhatását tekintve stabil és annak értéke pontosan ismert) pH-ját, és meg is adjuk a műszer számára ezeket az értékeket. Így, a két mérés összes paraméteréből könnyedén ki tudja majd számolni, hogy a következő mérések esetében mért potenciálokat hogy tudja helyesen pH értékre váltani.

A mérőműszereket méret szerint három csoportba oszthatjuk: kézi, hordozható és asztali. A kézi mérőkben nem csak a két elektróda van összeépítve, de a kisméretű műszertestben a mérőblokk a kijelzővel is helyet kapott. Ezek egy kézzel használható, és akár egy mellényzsebben is elférő aprócska készülékek. A hordozható méret akkora műszert fed, amely kézben kényelmesen vihető, a műszertest és az elektródák összeköttetését egy kábel biztosítja. Az asztali mérőműszer nem mozgatásra készült, általában csak az elektródákat lehet állványok segítségével szabadon mozgatni. Nagy mennyiségű, illetve több darabos minták kezelésére is alkalmas.

Ozmózis, reverz ozmózis

Az egyik legfejlettebb vízszűrési technológia, amely néhány éve indult világhódító útjára, a NASA technológiaként is emlegetett ozmózisos szűrés. Az ozmózis tulajdonképpen egy természeti jelenség, amelynek során, ha két különböző koncentrációjú oldat egy féligáteresztő membránon keresztül kapcsolatba kerül egymással, akkor a hígabb oldatból tiszta víz áramlik át a koncentráltabb oldatba.

Ozmózis, reverz ozmózis
Ozmózis, reverz ozmózis

Az ozmózisra épülő víztisztítási technológia a reverz vagy fordított ozmózis. Az ozmózis folyamat megfordítható, mégpedig oly módon, hogy a nagy koncentrációjú oldat oldalán növelni kell a nyomást. Ebben az esetben a szennyezett vízre nehezedő nyomás következtében a tisztító vagy ozmózis membránon át a tiszta víz felé történik az áramlás, így tisztított víz „keletkezik” a membrán másik oldalán. Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Az elektrokémiai mérőműszer felépítése

A kémhatás mérésének kivételesen pontos módszere az elektrokémiai mérésmód. Ez műszer segítségével történik, amelyhez két elektróda tartozik. Az egyik elektróda érzékeny a kémhatásra, a másik, az ún. kontroll vagy referencia elektróda pedig nem. A referencia elektróda belsejében ezüst/ezüst klorid található, amely stabil pH értéket és változatlan potenciált mutat. Az elektróda külsején ún. só-híd biztosítja az ezüst oldat kapcsolatát a vizsgálandó

Milwaukee digitális pH mérő
Milwaukee digitális pH mérő

mintával, amely igen érzékeny terület. A pH érzékeny elektródát üvegmembrán borítja (kb. 100 mikron vastagságú).

Gyakran találunk már a piacon kombinált elektródás pH mérőműszereket. Ezek legfontosabb jellemzője, hogy a mérő elektróda és a referencia elektróda egy elektródatestbe van beépítve. A kombinált elektródák használata egyszerűbb, hiszen kisebb a szenzor és csak egy elektródát kell kezelni. A mérés eredményének megbízhatóságát javítja és pontosságát növeli a két elektróda egymáshoz való közelsége, illetve a só-híd és a pH érzékelő közötti lecsökkent távolság. A kombinált elektróda néha hőmérséklet érzékelőt is tartalmaz, amely lehetővé tesz a műszer számára a mérés során a hőmérsékleti hatások kompenzációját.
A kombinált elektródák külső borítása lehet műanyag vagy üveg. Az előbbi tartósabb (legalábbis az ütéseknek, fizikai behatásoknak jobban ellenáll), az utóbbi viszont jobban bírja a hőt. Egy kattintás ide a folytatáshoz….

pH Indikátor oldatok

A folyadék pH indikátorok sokkal pontosabb kémhatás-meghatározást tesznek lehetővé, mint az indikátorpapírok. Nem jellemző rájuk az ún. vérző indikátorcsík (vagy más néven sav-bázis hiba) jelensége sem, azaz nem változtatják meg saját kémhatásuk révén a mérendő tesztfolyadék pH-ját. A folyadék formátumú indikátorok sokkal érzékenyebben mutatnak változást a kémhatás-változás hatására is.

pH indikátor folyadék
pH indikátor folyadék

Az indikátorfolyadék segítségével történő kémhatás-meghatározás egyszerű: az indikátort bele kell cseppenteni a vizsgált anyagba. Ha nagy mennyiségű anyagról van szó, általában mintát szoktak belőle venni, és az indikátorral „szennyezett” mintát nem teszik már vissza. Az általános mennyiségarány 1-2 csepp 5 ml-hez, ha ettől eltérő mennyiséget kell alkalmazni, azt a folyadék csomagolásán feltüntetik. A kialakuló színt egy skálával kell összehasonlítani, és erről leolvasható a mért pH. Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A kémhatás mérése indikátorokkal

PH értéket számos eszközzel mérhetünk. A hétköznapi életben ezek közül a legelterjedtebbek az indikátorok, amelyekkel végzett mérések a kolorimetriás mérések csoportjába tartoznak. Az indikátorok olyan anyagok, amelyek bizonyos kémhatású oldatokkal találkozva megváltoztatják a színüket. Az indikátorokat természetes és mesterséges csoportra oszthatjuk, pl. a régen sokat emlegetett

pH indikátor papír
pH indikátor papír

lakmusz a természetes indikátorok közé tartozik.

Mérni lehet indikátor oldatokkal és indikátor papírokkal is. Ha az indikátorként funkcionáló oldatokkal szűrőpapírcsíkot itatnak át (impregnálják) létrejönnek az indikátor papírcsíkok vagy közismert néven indikátorcsíkok. A papír alapú mérők könnyebben kezelhetőek és a mérés is egyszerűbb velük, mintha oldatot kellene adagolni. Emellett pl. étel vagy ital kémhatása úgy is megmérhető velük, hogy nem kell semmilyen vegyülettel elszennyezni azt.

Az indikátorpapírokkal való pH méréshez általában szín-összehasonlító eszközt vagy skálát adnak, amivel megközelítőleg beazonosíthatjuk a kémhatást. Tulajdonképpen ezek nem biztosítanak pontos mérést, hiszen az elszíneződés nem egy adott pH mellett következik be, hanem egy tartományban történik amely kb. 2 pH egységnyi széles. Az indikátorokkal való mérés egy skálába való besorolást teszi lehetővé, de sokszor elég az is, hogy megmutatja: savas vagy lúgos az adott közeg, a mértéke nem lényeges a mérés szempontjából.

Miért mérünk pH-t?

Az ember számos okból mérhet pH-t, bár a háztartásban még nem különösebben elterjedt dolog ez, legalábbis hazánkban. A talaj kémhatása fontos lehet a kiskertet művelőknek, a kerti medence vizének kémhatása fontos a tisztán tarthatóság és a fertőzések elkerülése szempontjából, a borászoknak a folyamatok kézben tartása, az akvaristának az optimális akváriumi víz létrehozása szempontjából.
Minden esetben eltérő a pH mérés gyakorlati haszna, pl. ha a talaj kémhatása túlságosan eltolódik a savas irányba, a növények már nem érzik jól magukat benne, kevésbé lesznek képesek felvenni a tápanyagokat a földből. Az akváriumokban a nem megfelelő pH érték, azaz az optimális kémhatástól való eltérés végzetes lehet a lakók számára.

Digitális ph mérő
Digitális pH mérő

Néhány éve bontakozott ki azonban a kémhatás egy új gyakorlati haszna, amely a hétköznapi ember számára is igen érdekes információvá tette ezt a paramétert. Számos elmélet és könyv látott napvilágot az emberi test különféle részrendszereiben kialakuló pH érték, illetve kémhatás vonatkozásában. Arról szólnak ezek az értekezések, hogy az elfogyasztott táplálékok mennyiben befolyásolják a pH értéket a testben az emésztési folyamatok különféle fázisaiban és összességében, és hogy hogyan befolyásolja ez az egészséget, a sejtek optimális működését.

Nagy vitákat váltottak ki ezek a könyvek, de szépen lassan elterjedt, főleg a fogyni vágyók körében az ételek pH-értékének nyomon követése, illetve a kémhatás-szerinti diéta alkalmazása. Az elméletek alapját az a meggyőződés szolgáltatja, hogy az emésztési folyamatok eredménye mindig savas kémhatás, amely az amúgy is erősen savas kémhatású ételek nagy arányú fogyasztásával nagyon erősen savas irányba tolja el a test pH-ját.

Mi az a pH?

A pH egy mértékegység nélküli mennyiségi egység, amely a különféle anyagok kémhatását jellemzi, illetve mutatja meg. A nagyon bonyolult háttérinformációkba kémiai szaktudás nélkül nem érdemes belemenni, itt elég az, hogy a pondus Hidrogenii, azaz a pH nagysága az oxónium ionok számával (pontosabban koncentrációjával) van összefüggésben, minél magasabb, annál kisebb a pH, annál inkább a savas felé tolódik el a kémhatás, minél kisebb, annál alacsonyabb az oxóniumion-koncentráció, emelkedik a pH és így a lúgos kémhatás felé indulunk el. Egy kattintás ide a folytatáshoz….