pH-ul, introdus de Sorensen în 1909, este o măsură a concentrației ionilor de hidrogen într-o soluție, fiind definit ca logaritmul zecimal cu semn schimbat al acestei concentrații, cu valori tipice între 1 și 14. Metodele de măsurare implică electrozi, iar pH-metrele convertează diferența de potențial între electrozi în unități de pH, având aplicații esențiale în diverse industrii și în analiza solurilor. Eficiența și costurile de operare ale pH-metrelor sunt aspecte importante în alegerea echipamentului optim pentru aplicații specifice.

1. pH-ul

2. pH este prescurtarea de la "pondus hydrogenii". Notiunea a fost introdusa de catre omul de stiinta danez Sorensen, in anul 1909, pentru a exprima concentratii mici de ioni de hidrogen si a fost definita ca logaritmul zecimal cu semn schimbat al concentratiei ionilor de hidrogen. Din cauza unor inconveniente de ordin experimental al metodelor de determinare al pH-ului, s-a cazut de acord ca notiunea de pH sa fie definita pur experimental, in functie de metoda de masurare.

3. Prin definitie, potentialul de hidrogen este pH= -log CH+ Gama uzuala de valori pentru pH este 1-14, valorile 1-7 corespund solutiilor acide, iar valorile 7-14 corespund solutiilor bazice. Valoarea pH-ului este utilizata, in general, pentru a indica proprietatile acide sau bazice ale unor medii lichide. La concentratii mari ale ionilor de hidrogen solutia are proprietatile acidului, iar la concentratii mici solutia are proprietati alcaline.

4. Metode de masurare a pH-ului pH-ul este masurat cu ajutorul unui aranjament de doi electrozi: un electrod de lucru (indicator) si un electrod de referinta, sau un electrod combinat ce poate indeplini ambele functii. Cand cei doi electrozi sunt introdusi in solutie se formeaza o mica celula galvanica al carei potential este dependent de ambii electrozi. electrodul de sticla tipic si un electrod de referinta

5. Electrozii de sticla sunt disponibili in diferite forme si sunt de diferite lungimi, astfel incat sa se potriveasca intr-un numar mare de aplicatii. Electrozii de sticla prezinta doua dezavantaje. Unul este ca solutiile de masura pot deteriora membrana de sticla si cel de al doilea este ca acesta membrana se poate sparge.

6. Un pH-metru masoara diferenta de potential intre doi electrozi si apoi converteste in unitati de pH. Pentru a obtine rezultate corecte si convingatoare amplificatorul si alte circuite trebuie sa aiba un coeficient termic mic, adica influenta variatiilor de temperatura trebuie sa fie sub control. pH-metre digitale In mod normal rezultatul este afisat in forma numerica desi mai exista inca pe piata pH-metre cu ac indicator.

7. Aplicatii ale pH-ului Un numar important de procese tehnologice, in diferite ramuri ale industriei, sunt influentate de pH-ul mediului de reactie. Este greu de gasit o ramura industriala in care sa nu fie necesare masurari de pH. Desi, in instalatiile moderne, controlul si reglarea pH-ului in diferite faze ale procesului tehnologic se fac automat, un numar mare de masurari se executa totusi in laboratoarele de control din uzina. Este cunoscut faptul ca viteza de patrundere a lichidelor in materialele lemnoase creste in acelasi timp cu temperatura si cu presiunea, dar scade concomitent cu cresterea pH-ului.

8. Umflarea fibrelor de celuloza in contact cu mediile apoase este influentata de asemenea de valoarea pH-ului. Fenomenul de absorbtie a altor substante de catre fibrele de celuloza este foarte important in procesul de colorare a celulozei. La controlul proceselor tehnologice de fabricare a multor produse alimentare, precum si la analiza produselor finite, masurarea pH-ului are un rol deosebit de important. La analiza pH-ului in sucurile de fructe s-a pus in evidenta eroarea electrodului de chinhidrona, eroare cauzata de variatia potentialului acestuia in produsele mai sus mentionate.

9. In agricultura masurarea pH-ului solurilor este adeseori foarte utila in practica si in cercetarile agrochimice. Uneori, continutul mic de apa al solului face dificila masurarea pH-ului. Pentru a evita acest inconvenient se poate adauga o cantitate de apa distilata care, desi depaseste continutul normal al solului in apa, nu influenteaza decat in mica masura valoarera pH-ului.

10. Pentru masurarea pH-ului in soluri, direct pe camp, se fabrica pH-metre de buzunar. Astfel de aparate, a caror greutate nu depaseste 1 kg, sunt alimentate cu ajutorul bateriilor si sunt prevazute cu sisteme de electrozi rezistenti, care pot fi introdusi direct in sol, dupa o eventuala umezire a acestuia cu apa.

11. Principii generale de alegere a pH-metrelor Alegerea de catre utilizator dintr-o gama relativ restransa oferita de diversi producatori a tipului de pH-metru optim pentru o anumita aplicatie constituie o problema de natura tehnico-economica. Solutia corecta consta in aplicarea principiilor generale prin care se fundamenteaza orice investitie, in conditiile particularitatilor functional-constructive ale pH-metrelor, determinate de locul, rolul si durata de functionare a acestora. Folosind metodologia si terminologia aplicate in mod curent in proiectarea si realizarea instalatilor industriale, principalii factori care definesc eficienta economica a utilizarii unui pH-metru sunt eficacitatea operationala si costurile totale de utilizare.

12. Eficacitatea operationala a unui pH-mertu reprezinta o masura in care acesta satisface cerintele impuse de aplicatia careia ii este destinat pe o perioada de utilizare fixata . Tinand seama de diversitatea de tipuri de pH-metre si de producatori, exista o neuniformitate acentuata in ceea ce priveste datele de catalog si modalita t ile de prezentare a prospectelor sau a altor documentatii tehnice. In consecinta, este dificil de a stabili o metodologie de intocmire a specificatiilor de performante care sa concorde perfect cu informatiile relative la toate categoriile de pH-metre si sa permita comparatii concludente pe toate componentele .

13. Valori ale pH-ului pentru diverse solutii 6 Sapun 5,5 Sampon 4 Detergent de vase 8,5 Solutie de bicarbonat de sodiu 8,5 Apa marii 7 Apa potabila 7 Saliva 5 Bere 6,5 Lapte 3 Vin 3 Otet 2 Suc de l a maie Valoare pH Natura solutiei