تعريف جهاز قياس الحموضة
يشير جهاز قياس الرقم الهيدروجيني (pH) إلى أداة تُستخدم لتحديد قيمة الرقم الهيدروجيني (pH) لمحلول ما. يعمل هذا الجهاز على مبدأ البطارية الجلفانية. تعتمد القوة الدافعة الكهربائية بين قطبي البطارية الجلفانية على قانون نيرنس، الذي لا يقتصر على خصائص القطبين فحسب، بل يرتبط أيضًا بتركيز أيونات الهيدروجين في المحلول. توجد علاقة مقابلة بين القوة الدافعة الكهربائية للبطارية الأساسية وتركيز أيونات الهيدروجين، ويُمثل اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدروجين قيمة الرقم الهيدروجيني. يُعد جهاز قياس الرقم الهيدروجيني أداة تحليلية شائعة الاستخدام في الزراعة وحماية البيئة والصناعة. يُعد الرقم الهيدروجيني للتربة من أهم خصائصها الأساسية. يجب مراعاة عوامل مثل درجة الحرارة والقوة الأيونية للمحلول المراد اختباره أثناء قياس الرقم الهيدروجيني.
مبدأ جهاز قياس الحموضة
يُعرَّف الرقم الهيدروجيني بأنه اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدروجين في المحلول المائي. ورغم أن هذا يبدو معقدًا، إلا أنه ببساطة شديدة، هو رقم يُستخدم لقياس حموضة أو قلوية المحلول. يشير الرقم إلى عدد أيونات الهيدروجين التي يمكن لمادة معينة إطلاقها في المحلول. في نطاق الرقم الهيدروجيني، يُعتبر الرقم الهيدروجيني 7 متعادلًا. تُعتبر المحاليل ذات الرقم الهيدروجيني من 0 إلى 7 حمضية، وتُسمى المحاليل التي تزيد عن 7 إلى 14 محاليل قلوية. في الأنظمة البيولوجية، يُعد الرقم الهيدروجيني أمرًا بالغ الأهمية. بفضل الرقم الهيدروجيني المُعدّل بعناية، يمكن لمعظم الجزيئات الحيوية في أجسامنا أداء وظائف ممتازة. حتى في النظام التجريبي، يجب الحفاظ على الرقم الهيدروجيني المطلوب للحصول على نتائج دقيقة. لذلك، في التجارب البيولوجية، يُستخدم جهاز يسمى مقياس الرقم الهيدروجيني لمراقبة الرقم الهيدروجيني بعناية.
جهاز قياس الرقم الهيدروجيني (pH) هو قطب كهربائي يستجيب للرقم الهيدروجيني، يقيس نشاط أيونات الهيدروجين في المحلول وينقل هذه المعلومات. يتكون الجهاز من أنبوبين زجاجيين، يحتوي كل منهما على قطب كهربائي، وقطب مرجعي، وقطب استشعار. يتكون القطب المرجعي من محلول كلوريد البوتاسيوم المشبع، بينما يحتوي قطب الاستشعار على محلول منظم بدرجة حموضة 7، ويُغمر السلك الفضي المغطى بكلوريد الفضة في هذين المحلولين. في طرف قطب الاستشعار، توجد لمبة مصنوعة من زجاج مسامي مطلي بالسيليكا وملح معدني.
لقياس الرقم الهيدروجيني للمحلول، يُغمر جهاز قياس الرقم الهيدروجيني في المحلول. بعد ملامسة لمبة قطب الاستشعار للمحلول، تحل أيونات الهيدروجين محل أيونات المعدن على اللمبة. يؤدي هذا الاستبدال للأيونات المعدنية إلى تدفق تيار في السلك المعدني، والذي يقرأه الفولتميتر.
يُعدّ جهاز قياس الرقم الهيدروجيني (pH) من أكثر الأجهزة استخدامًا في المختبرات البيولوجية. يُجرى تحليل دوري لرقم الهيدروجين (pH) للمحاليل والمحاليل والكواشف لضمان صحة ظروف التجربة. ولضمان دقة القراءات، يجب معايرة الجهاز بانتظام.
تطبيق كاشف مقياس الحموضة
تطبيق كاشف مقياس الرقم الهيدروجيني في عملية معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية
استخدام مقياس الرقم الهيدروجيني في معالجة مياه الصرف الصحي بالطلاء الكهربائي
تطبيق مقياس الرقم الهيدروجيني عبر الإنترنت في الصناعة
معايرة جهاز قياس الرقم الهيدروجيني
وقت النشر: ١٥ ديسمبر ٢٠٢١