เครื่องมือวัดค่า pH ในห้องปฏิบัติการที่ถูกต้องแม่นยำ

เครื่องมือวัดค่า pH ในห้องปฏิบัติการ

โซลูชันการตรวจวัดค่า pH และการนำไฟฟ้าสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการและภาคสนาม

ระบบเคมีไฟฟ้าให้การตรวจวัดค่า pH, การนำไฟฟ้า, ความเข้มข้นของไอออน, ORP/รีดอกซ์ และออกซิเจนละลายน้ำได้อย่างถูกต้องแม่นยำสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการและภาคสนาม จับคู่มิเตอร์ของเรากับหนึ่งในเซ็นเซอร์คุณภาพสูง โซลูชันการสอบเทียบ และซอฟต์แวร์เชิงวิเคราะห์ของเราเพื่อให้โซลูชันการตรวจวัดของคุณครบวงจร

สอบภามราคา
มิเตอร์วัดค่า pH
เซ็นเซอร์การวิเคราะห์
สารละลายบัฟเฟอร์ pH, สารมาตรฐาน และอิเล็กโทรไลต์
ระบบอัตโนมัติและซอฟต์แวร์ pH
อุปกรณ์เสริม pH
รวดเร็วทันท่วงที
การช่วยเหลือและการซ่อมแซม
ประสิทธิภาพที่วางใจได้
การบำรุงรักษาและเพิ่มศักยภาพ
เป็นไปตามข้อกำหนด
การสอบเทียบและคุณภาพที่ดี
เชี่ยวชาญอย่างแท้จริง
การฝึกอบรมและให้คำปรึกษา

FAQs

การตรวจวัดทางเคมีไฟฟ้าคืออะไร?

เคมีไฟฟ้าเป็นการศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในสารละลายที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรไลต์ การตรวจวัดทางเคมีไฟฟ้าประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้

  • ค่า pH
  • ค่าการนำไฟฟ้า (Cond)
  • ศักย์ไฟฟ้าของการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชัน (ORP หรือรีดอกซ์)
  • ค่าความเข้มข้นของไอออน (ISE)
  • ค่าออกซิเจนละลายน้ำ (DO)

 

ค่า pH คืออะไร?

ค่า pH เป็นมาตรวัดที่ใช้ในการระบุความเป็นกรดหรือด่างของสารละลายในน้ำ โดยค่า pH จะสัมพันธ์กับความเข้มข้น (กล่าวให้ชัดเจนขึ้นก็คือ ค่า pH ที่สัมพันธ์กับกิจกรรม) ของไฮโดรเจนไอออน สารละลายที่มีค่า pH น้อยกว่า 7 จะจัดอยู่ในสภาวะเป็นกรด (ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนสูง) และสารละลายที่มีค่า pH มากกว่า 7 จะจัดอยู่ในสภาวะเป็นด่าง (ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนต่ำ)

 

เหตุใดจึงต้องใช้ระบบการตรวจวัดค่า pH และใช้ที่ใดได้บ้าง?

การวัดค่า pH มีจุดประสงค์ดังต่อไปนี้

  • ผลิตผลิตภัณฑ์ให้เป็นไปตามคุณสมบัติที่กำหนด
  • ลดต้นทุนในการผลิตผลิตภัณฑ์
  • รับรองคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดความเสียหายต่อผู้คน วัสดุ และสิ่งแวดล้อม
  • ปฏิบัติตามกฎระเบียบข้อบังคับ
  • ปกป้องอุปกรณ์
  • ศึกษาความรู้เพื่อการวิจัยและการพัฒนา


เครื่องมือวัดค่า pH ในห้องปฏิบัติการได้มีการนำมาใช้ในหลายๆ อุตสาหกรรม เช่น

  • ยาและเทคโนโลยีชีวภาพ
  • ผลิตภัณฑ์จากนม
  • การบำบัดดินและน้ำเสีย
  • เครื่องสำอาง
  • การกรองน้ำ
  • อาหารและเครื่องดื่ม


นอกเหนือจากนี้ เครื่องมือวัดค่า pH ยังจำเป็นสำหรับการใช้งานนอกห้องปฏิบัติการ ซึ่งรวมถึงสถานที่ใกล้เคียง หรือสถานที่ตั้งการผลิตทางอุตสาหกรรม และในภาคสนาม (สำหรับการตรวจวัดน้ำ น้ำเสีย ดิน ฯลฯ)

 

ระบบการตรวจวัดค่า pH ประกอบด้วยอะไรบ้าง?

เครื่องมือที่จำเป็นในการตรวจวัดค่า pH ไม่ค่อยมีความซับซ้อน และให้การตรวจวัดที่เชื่อถือได้เมื่อใช้งานอย่างถูกต้อง เครื่องมือวัดค่า pH ในห้องปฏิบัติการทั่วไปประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้

  • มิเตอร์วัดค่า pH: โพเทนชิโอมิเตอร์ที่ตรวจวัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดแก้วกับอิเล็กโทรดอ้างอิง และคำนวณหาค่า pH
  • เซ็นเซอร์: อิเล็กโทรดอ้างอิงและอิเล็กโทรดวัดค่า pH เพื่อวงจรที่ครบสมบูรณ์ ซึ่งปัจจุบันนี้สามารถนำมารวมกันได้ และเรียกว่าอิเล็กโทรดวัดค่า pH แบบผสมผสาน


เครื่องมืออื่นๆ ที่จำเป็น ได้แก่

  • สารละลายสำหรับการสอบเทียบ: ก่อนการตรวจวัดค่า pH ของตัวอย่าง ต้องใช้สารละลายอ้างอิงของค่า pH ที่ทราบค่าจำนวนสองสารขึ้นไปสำหรับการสอบเทียบอิเล็กโทรดวัดค่า pH
  • ตัวอย่าง: ตัวอย่างคือสารละลายที่จะทำการตรวจวัด ซึ่งจะต้องเป็นสารละลายในน้ำหรือมีน้ำเพียงพอเพื่อให้สามารถตรวจวัดค่า pH ได้
 
 

ค่า pH และค่าการนำไฟฟ้าของตัวอย่างมีความสัมพันธ์กันหรือไม่?

ใช่ ค่า pH และค่าการนำไฟฟ้ามีความเกี่ยวข้องกัน แต่ไม่ใช่ในลักษณะเชิงเส้นหรือในลักษณะสัมบูรณ์
เซ็นเซอร์วัดค่า pHจะตอบสนองเฉพาะ H+ ในสารละลายเพียงอย่างเดียว ขณะที่เซ็นเซอร์จะตรวจวัดกิจกรรมของไอออนที่มีประจุ (ไอออนลบและไอออนบวก) ทั้งหมดในสารละลายสำหรับการนำไฟฟ้า โดยยิ่งมีความเข้มข้นของไอออนสูงมากเท่าไหร่ ค่าการนำไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้นมากเท่านั้น

นอกจากนี้ การเคลื่อนที่ของไอออนยังมีผลต่อการนำไฟฟ้าที่ดียิ่งขึ้นอีกด้วย ในบรรดาไอออนทั่วไปของสารละลาย ไอออนบวกที่เคลื่อนที่ได้มากที่สุดคือไฮโดรเจนไอออน [H+] โดยมีค่าเป็น 350 หน่วย และไอออนลบที่เคลื่อนที่ได้มากที่สุดคือไฮดรอกซิลไอออน [OH-] โดยมีค่าเป็น 199 หน่วย ส่วนไอออนทั่วไปอื่นๆ จะมีค่าอยู่ระหว่าง 40 ถึง 80 หน่วย ซึ่งแสดงว่าสารละลายที่อยู่ในสภาวะเป็นกรดสูง (หรือสภาวะเป็นด่างสูง) จะมีค่าการนำไฟฟ้าสูง และเนื่องจากค่า pH เป็นการตรวจวัดความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน จึงมีการนำกฎต่อไปนี้มาใช้ดังนี้

  • ในสารละลายที่มีสภาวะเป็นกรด (< pH 7): ยิ่งมีค่า pH ต่ำ (หรือ ยิ่งความเข้มข้นของ H+ สูง) ค่าการนำไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้น
  • ในสารละลายที่มีสภาวะเป็นด่าง (> pH 7): ค่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามค่า pH ที่เพิ่มสูงขึ้น (การเพิ่มขึ้นของไออน OH-)
  • และค่า pH ที่มีสภาวะเป็นกลาง (pH 7) เกิดจากความเข้มข้นที่เท่ากันของไอออน H+ และไอออน OH- แต่ก็ไม่ได้แสดงว่าสารละลายไม่มีไอออนอื่นๆ ที่จะก่อให้เกิดการนำไฟฟ้าของสารละลาย

ลองมาพิจารณาตัวอย่างของน้ำที่ปราศจากไอออนซึ่งมีค่า pH ในทางทฤษฎีเป็น 7.0 และค่าการนำไฟฟ้าเป็น 0.055 ไมโครซีเมนต์/เซนติเมตรกัน หากคุณเติมเกลือ NaCl ลงไปในน้ำ สารละลาย NaCl ที่ได้จะยังคงมีค่า pH ที่มีสภาวะเป็นกลาง แต่ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายอาจเพิ่มขึ้นได้มากตามปริมาณของ NaCl ที่เติม

กล่าวโดยสรุปคือ ค่า pH และค่าการนำไฟฟ้าของตัวอย่างจะต้องมีการกำหนดแยกต่างหากในแต่ละตัวอย่าง และไม่สามารถสัมพันธ์กันได้ในทางทฤษฎี

 

ระบบตรวจวัดค่า pH มีการชดเชยอุณหภูมิหรือไม่?

การตรวจวัดค่า pH ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวอย่าง ประเด็นสำคัญที่ควรจดจำมีดังต่อไปนี้

ก. อุณหภูมิมีผลต่อค่าความชันของอิเล็กโทรด
โดยอิเล็กโทรดวัดค่า pH ให้ค่าศักย์ไฟฟ้า (mV) ระหว่างครึ่งเซลล์วัดค่ากับครึ่งเซลล์อ้างอิง เครื่องมือวัดค่า pH ในห้องปฏิบัติการจะคำนวณค่า pH จากศักย์ไฟฟ้านี้จากการใช้แฟกเตอร์ที่แปรตามอุณหภูมิ -2.3 * R * T / F ซึ่ง R คือค่าคงที่สากลของก๊าซ, T คืออุณหภูมิในหน่วยเคลวิน และ F คือค่าคงที่ของฟาราเดย์ โดย ณ อุณหภูมิ 298 K (25 °C) ค่าแฟกเตอร์จะเท่ากับ -59.16 mV/pH ซึ่งเป็นค่าความชันเชิงทฤษฎีของอิเล็กโทรด ณ อุณหภูมิอ้างอิง (25 °C) และค่าความชัน ณ อุณหภูมิต่างๆ สามารถคำนวณได้ตามที่กล่าวมา เช่น -56.18 mV/pH ณ อุณหภูมิ 10 °C, -58.17 mV/pH ณ อุณหภูมิ 20 °C, -60.15 mV/pH ณ อุณหภูมิ 30 °C เป็นต้น ซึ่งผลกระทบของอุณหภูมิที่มีต่อการตรวจวัดค่า pH นี้จะได้รับการแก้ไขให้ถูกต้องโดยการชดเชยอุณหภูมิแบบอัตโนมัติ (ATC) หรือแบบแมนนวล (MTC) ดังนั้น การทราบอุณหภูมิของตัวอย่างหรือการใช้หัววัดอุณหภูมิจึงมีความสำคัญ อุณหภูมิที่ตั้งค่าไว้ไม่ถูกต้องจะส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดของค่า pH 0.12 หน่วยต่ออุณหภูมิที่ต่างกัน 5 °C

ข. อุณหภูมิมีผลต่อค่า pH ของตัวอย่าง
โดยค่า pH ของตัวอย่างจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ ซึ่งเป็นผลกระทบทางเคมี ดังนั้นจึงมีลักษณะจำเพาะในตัวอย่างแต่ละชนิด และไม่สามารถชดเชยผลกระทบนี้ได้ โดยจะแสดงเฉพาะค่า pH ที่แท้จริง ณ อุณหภูมิจริงเท่านั้น ดังนั้น การเปรียบเทียบเฉพาะค่า pH ที่ตรวจวัด ณ อุณหภูมิเดียวกันจึงมีความสำคัญ

ยกเว้นการแปรตามอุณหภูมิของค่า pH ของบัฟเฟอร์เชิงพาณิชย์ต่างๆ ที่จัดเก็บไว้ในเครื่องมือ ด้วยเหตุนี้ อิเล็กโทรดจึงสามารถสอบเทียบได้ในอุณหภูมิที่ต่างกัน เนื่องจากศักย์ไฟฟ้าที่ตรวจวัดได้จะมีการอ้างอิงโดยอัตโนมัติ ณ อุณหภูมิ 25 °C หรือ 20 °C อีกทั้งการเลือกกลุ่มบัฟเฟอร์ให้ถูกต้องและการตรวจวัดอุณหภูมิในระหว่างการสอบเทียบก็มีความสำคัญในการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัตินี้เช่นกัน

 

ระบบตรวจวัดค่าการนำไฟฟ้ามีการชดเชยอุณหภูมิหรือไม่?

การตรวจวัดค่าการนำไฟฟ้าขึ้นกับอุณหภูมิเป็นอย่างมาก (ความแปรผันประมาณ 2% ต่อ °C) ผลลัพธ์สามารถเปรียบเทียบได้ก็ต่อเมื่ออุณหภูมิของตัวอย่างทั้งหมดเท่ากัน หรือหากมีการอ้างอิงค่า ณ อุณหภูมิหนึ่งๆ

โดยในกรณีส่วนใหญ่จะใช้การชดเชยอุณหภูมิเชิงเส้น ซึ่งเจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานจะต้องเลือกอุณหภูมิ 20 °C หรือ 25 °C เป็นอุณหภูมิอ้างอิง จากนั้น ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิที่ตรวจวัดได้กับอุณหภูมิอ้างอิงจะคูณด้วยแฟกเตอร์ชดเชยที่เรียกว่า α (หน่วยเป็น %/°C) ซึ่งจะชดเชยค่าการนำไฟฟ้าต่อไป

และจะต้องมีการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การชดเชยเชิงเส้น α ในแต่ละตัวอย่างเพื่อให้มีการชดเชยที่ถูกต้อง แม้ว่าการแปรตามอุณหภูมิจะถือว่าเป็นแบบเชิงเส้น แต่ในความเป็นจริงค่าสัมประสิทธิ์ “เชิงเส้น” นี้เองจะขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไอออนและอุณหภูมิของตัวอย่าง โดยโรงงานจะตั้งค่า α เท่ากับ 2.00 %/°C ในเครื่องวัด Five and Seven ทั้งหมด α สามารถปรับได้ตั้งแต่ 0.00%/°C ซึ่งแสดงว่าไม่มีการชดเชยอุณหภูมิเลย ไปจนถึง 10%/°C

 

ตัวเลือกการสนับสนุนต่างๆ สำหรับระบบตรวจวัดค่า pH มีอะไรบ้าง?

ศูนย์ความรู้และการสนับสนุนค่า pH (pH CSC) ของ METTLER TOLEDO ประกอบด้วยทีมผู้เชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์เคมีไฟฟ้าโดยตรง เราสามารถให้คำแนะนำอย่างรวดเร็วและมอบโซลูชันที่มีประสิทธิภาพแก่ลูกค้าได้ ก็เพราะทีมมีการติดต่อใกล้ชิดกับลูกค้า การสนับสนุนด้านเทคนิค การจัดการผลิตภัณฑ์ และการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ทำให้บริการของเราโดดเด่นไม่เหมือนใครในโลกของการวิเคราะห์ค่า pH

การสนับสนุนด้านเทคนิคและการใช้งานที่มี ครอบคลุมพารามิเตอร์การตรวจวัด และอุปกรณ์วัดค่า pH ในห้องปฏิบัติการของ METTLER TOLEDO ที่เกี่ยวข้องดังต่อไปนี้

  • ค่า pH
  • ค่ารีดอกซ์ (ORP)
  • ค่าความเข้มข้นของไอออน (ISE)
  • ค่าการนำไฟฟ้า
  • ค่าออกซิเจนละลายน้ำ (DO)