Пн–Пт: 09:00–17:00 brom@brom.ua

Чому ph метр показує не точно ?

Для точного вимірювання водневого показника, наведеного за логарифмічною шкалою (0-14) кислотності садівники-городники, співробітники водоканалів, фахівці з обслуговування басейнів, медики, лаборанти, працівники харчової, хімічної та безлічі інших галузей вже давно оцінили такий портативний прилад як цифровий PH метр, що дозволяє буквально за хвилину відобразити кислотно-лужний баланс води, інших рідин, грунту і продуктів харчування.

Але наскільки його показанням можна довіряти? Питання правомірне, тому що з часом пристрій починає "грішити", навіть якщо згідно рекомендацій вчасно проводиться калібрування по буферним розчинам.

Чому PH метр помиляється

Слід розділяти 2 види перешкод. Показання не можуть стабілізуватися після занурення РН електрода в тестований розчин, тобто "стрибають” в більшу або меншу сторону. Або навпаки, встановлюються відразу, але значення далекі від еталонних. З яких причин це відбувається?

  1. Якість електронних компонентів і складання.
    Практично всі переносні вимірювальні прилади засновані на непрямому методі, тобто фізична величина перекладається в електричну. Відповідно розглянуту проблему можна розділити на дві частини: несправність самого датчика тестера і схеми оцифровки, тобто перекладу в бажане значення PH. У прагненні здешевити ціну, навіть якщо використовуються якісні сенсори, але при цьому недорога електроніка (мікропроцесори, резистори, конденсатори), то на точний результати вимірювання пш метром розраховувати не доводиться. Питання в тому, що напівпровідники мають так званий тепловий шум, тобто не переборні флуктуації, що збільшують похибку. З цієї причини до речі досі в звуковій техніці використовуються лампові підсилювачі, що забезпечують як вважається високоякісне звучання.
    Тому навіть якщо індикаторний і хлорсрібний електрод порівняння ph-метра видає достовірне значення, ця величина на наступних стадіях обробки сигналу починає “плисти” і наприклад замість дійсної величини 6,1 пш, ми спостерігаємо 6,3, що звичайно абсолютно неприпустимо.
    Якщо заглибитися в електричну математику – в теорії, або якщо розібрати рн метр, і підключити щупи мультиметра, то можна для води різного ступеня кислотності або лужності, вивести залежність між пш і напругою, яке обчислюється в мілівольтах або вольтах.
    Отримаємо таку таблицю.

    Зміна PH Зміна напруги, В
    0,01 0,05

    Це в ідеалі. Але якщо тепловий шум високий, то замість 0,05 В, побачимо 0,06 В. Що це означає? І те, що показання завищені на 0,01 РН.
    Показники теплових шумів радіодеталей, на яких побудована схема вимірювача кислотності, на жаль не наводяться.
    Порада. При покупці PH метра, вивчіть відгуки, ознайомтеся з репутацією бренду – як довго він на ринку України. Якщо розбираєтеся в електроніці, подивіться відео, особливо пов'язані з розбиранням приладів, щоб переконатися в якості пайки і в застосовуваних деталях (одна справа європейські чи японські, інше - копійчані китайські).

  2. Перемішую розчин і показання змінюються.
    Вони і повинні змінюватися. Тому що ви змінюєте середовище навколо електрода. Уявімо собі, що занурили датчик і тримаємо його хвилину. Результати повинні бути стабільними. Тому що найближчий до електрода шар рідини вступив у взаємодію з електролітом сенсора, електрохімічна величина перетворилася в електричну і відобразилася на дисплеї.
    Але якщо ви почнете помішувати скляною або дерев'яною паличкою сам розчин в посуді, або плавно похитувати РН метр, цифри почнуть скакати.
    Чому?
    Ви порушили стаціонарну рівновагу. Спочатку хімічні компоненти електроліту проникли в розчин, а елементи останнього в електроліт. При помішуванні, свіжа вода (або інша тестована на кислотність рідина), починає розбавляти ближній до електрода шар і рівновага порушується.
    У зв'язку з цим виникає питання – а в чому мета перемішування? На наш погляд, практичного сенсу в цьому немає.
    До речі та ж сама ситуація швидше за все буде мати місце, якщо ви проводите вимір в проточній річковій воді або яка ллється з-під крана.

  3. Чому дистильована вода не має нейтральний рівень PH.

    В ідеалі так і повинно бути. Після переходу в пар і охолодження, у воді немає ні солей, ні основ, ні кислот, ні лугів. Також відсутні мікроорганізми. Тому в лабораторіях рекомендується використовувати дистилят відразу або зберігати недовго в герметично закупореній тарі, щоб не спотворити результати аналітичних досліджень. Але ця порада має пряме відношення і до PH води. Справа в тому, що вуглекислий газ в навколишньому просторі взаємодіє з верхнім шаром води і за рахунок хімічної реакції, утворюється вугільна кислота, зміщується за шкалою водневий показник. Рідина стає слабо кислою, але високоточний пш метр це покаже.

    З дистильованою водою пов'язана ще і одна проблема, пов'язана з розглянутою темою точності вимірювача PH – низька електропровідність. Відсутні іони, які переносять електричний заряд. Ланцюгу не через що замикатися – струм не проходить.
    Що робити ?
    Пропонується 2 варіанти:

    • додати поварену сіль, що підвищить провідність;
    • купити ph метр з функцією автоматичної фіксації показань при досягненні певного ступеня стабілізації. Про що йде мова ? Така ж можливість є і в РН метрах з автоматичною функцією HOLD. Як це працює ? Як тільки прилад визначає, що значення пш за одиницю часу змінюється менше, наприклад на 0,01 PH, останнє значення автоматично запам'ятовується і процес вимірювання зупиняється.