Качество жизни можно измерить по воде и почве. Вода – основа всего живого на планете, а почва обеспечивает человечество пищей: овощами, фруктами и ягодами, без которых невозможен полноценный рацион. В сегодняшнем обзоре мы поговорим о приборе, с помощью которого измеряют кислотность указанных выше сред – pH-метр, его назначение, принцип работы и альтернативы. Начнём с главного определения. Итак, pH-метр – это устройство, главное предназначение которого заключается в максимально точном анализе количества ионов водорода в разных средах.
Измерение можно проводить в почвах, жидкостях, газах, кислотах, продуктах питания. Результаты необходимы для обнаружения кислотности и других возможных примесей, которые могут навредить здоровью человека.
Также исследования проводятся с целью:
- освоение новых посевных и пастбищных площадей;
- организации новых мест отдыха;
- разведение животных и рыб;
- соблюдение нормативов, установленных законодательством.
Особые пробы берутся в районах экологических и техногенных катастроф.
Из чего состоит pH-метр?
Этот прибор относится к сложной измерительной технике. Устройство состоит из трех узлов.
- Боросиликатная стеклянная трубка, на которую возложена функция основного электрода. Стекло производит электрический ток, не подвергается изменениям при контакте с вредными химическими веществами.
- Хлорсеребряного электрода для более точного сравнения показателей. Электрод выступает катализатором химической реакции при воздействии электрического тока.
- Блок управления и расчетов. Это мини-компьютер со встроенной в память таблицей эталонных значений. В зависимости от модели компьютер комплектуется функцией сохранения результатов, полученных в прошлом.
Прежде чем использовать pH-метр, необходимо определиться между двумя типами устройств: с одним или двумя электродами.
Классификация приборов по «уровню» измерений
По уровню и сфере использования pH-метры делятся на лабораторные, бытовые, промышленные. Если отталкиваться от точности, то самый точный анализ pH предлагают лабораторные решения. Это наиболее совершенные приборы на данный момент, которые рассчитанные на вычисление и определение кислотности на молекулярном уровне.
Промышленные приборы не уступают лабораторным в точности. Используются для определения вредных примесей в продуктах питания, бытовой химии, вредных предприятиях.
Бытовые приборы имеют меньший рабочий диапазон. Они подходят для использования в средах с низким и средним уровнем агрессивности. Бытовые приборы используются для измерения:
- проб грунта на участках;
- исследование питьевой воды, продуктов питания;
- проверки вредности строительных материалов
В комплекте с бытовыми измерительными устройствами прилагается эталонный раствор для сравнения показателей проб. В раствор входит вода с разной концентрацией ионов водорода, щелочей или кислот. Растворы делятся на типы, которые маркируются следующими кодами: 3,56; 1,65; 6,68; 4,01; 12,43; 9,18.
Принцип работы pH-метра
Когда говорят о pH метре принцип работы, подразумевают только одно физическое явление: прохождение тока через вещество. Для определения количества pH ионов, электрический ток проходит по хлорсеребряному электроду, создавая окисление для необходимой реакции, а также более быстрого контакта с напряжением. Иными словами, этот прибор является вольтметром, в котором вместо разметки по напряжению нанесена разметка pH. Современные приборы измеряют уже по готовым электродам.
Если разбирать pH-метр принцип действия подробнее, получим следующую картину
- Боросиликатная трубка имеет внутри шарик для контроля измерения. В трубку наливается специальный раствор на основе соляной кислоты и хлорида серебра.
- В трубку с раствором опускается проволока из серебра.
- Затем трубка погружается в среду, которую необходимо измерить.
- Для лучшего контакта в раствор добавляется ртутно-каломелевая паста.
- Через раствор пропускается электрический ток.
- Ток заставляет ионы водорода двигаться более быстро, высвобождая энергию.
- Из электродов с помощью мультиметра получается замер.
Так определяется показатель pH в растворе. Описанная процедура представляет собой лабораторный вариант измерения, но работает практически для любых сред. Для обеспечения точных значений после измерения используется контрольный электрод для сравнения.
Что следует помнить? Для работы прибора требуется высокое напряжение. Сила тока должна достигать не менее 10 ампер. Это необходимо для преодоления сопротивления электрического тока, который создает объект исследования.
Подчеркнем, что современные pH-метры способны измерить не только количество положительных ионов. По функционалу они приближаются к мобильным лабораториям, так как с их помощью можно измерить также концентрацию нитратов и вредных химикатов. Система памяти способна распознавать любой химический элемент, который реагирует на электрическое напряжение.
Альтернатива pH-метрам
Обычно у продвинутых приборов более простые и доступные аналоги: тест-полоски pH, специализированные наборы с колбами, в которых уже есть необходимые реагенты для определения уровня конкретных химических веществ. Еще есть целый ряд народных методов, но о них мы рассказывали в другом обзоре, потому не будем повторяться.
Сконцентрируемся на тест-полосках, потому что такие наборы для анализа имеют приемлемый ценник и предлагают достаточно точные результаты проверки сред.
Для проведения процедуры определения pH почвы необходимо взять качественный образец. Землю рекомендуется использовать с глубины 20-25 см. Образец размещают в глубокой посуде, добавляют некоторое количество дистиллированной воды. Смесь тщательно перемешивают и оставляют на 15 минут. Далее к земле прикладывают полоску лакмусовой бумаги и ждут несколько минут. По полученному цвету, который приобрела бумага, определяют степень кислотности почвы, сравнив цвет с прилагаемой к комплекту шкалой.
Да, конечно, полоски для измерения pH воды или почвы не так точны, как электронные средства, но их функционала вполне достаточно для определения приемлемости территории для засева тех или иных культур. А если добавить к ним еще и NPK-тесты, получится полностью заменить дорогостоящее оборудование.
