Якість життя можна виміряти по воді та ґрунту. Вода – основа всього живого на планеті, а ґрунт забезпечує людство їжею: овочами, фруктами та ягодами, без яких неможливий повноцінний раціон. В сьогоднішньому огляді ми поговоримо про прилад, за допомогою якого вимірюють кислотність зазначених вище середовищ – pH-метр, його призначення, принцип роботи та альтернативи. Почнемо з головного визначення. Отже, pH-метр – це пристрій, головне призначення якого полягає в максимально точному аналізі кількості іонів водню в різних середовищах.

Вимірювання можна проводити в ґрунтах, рідини, газах, кислотах, продуктах харчування. Результати необхідні для виявлення кислотності та інших можливих домішок, що можуть нашкодити здоров'ю людини.

Також дослідження проводяться з ціллю:

  • освоєння нових посівних і пасовищних площ;

  • організації нових місць відпочинку;

  • розведення тварин і риб;

  • дотримання нормативів, встановлених законодавством.

Особливі проби беруться в районах екологічних та техногенних катастроф.

З чого складається pH-метр?

Цей прилад відноситься до складної вимірювальної техніки. Пристрій складається з трьох вузлів.

  1. Боросилікатної скляної трубки, на яку покладено функцію основного електроду. Скло проводить електричний струм, не піддається змінам при контакті зі шкідливими хімічними речовинами.

  2. Хлорсрібного електроду для більш точного порівняння показників. Електрод виступає каталізатором хімічної реакції при впливі електричного струму.

  3. Блоку управління і розрахунків. Це міні-комп'ютер з вбудованою в пам'ять таблицею еталонних значень. В залежності від моделі, комп'ютер комплектується функцією збереження результатів, отриманих в минулому.

До того, як користуватись pH-метром, необхідно визначитись між двома типами пристроїв: з одним або двома електродами.

Класифікація приборів за «рівнем» вимірювань

За рівнем та сферою використовування pH-метри поділяються на лабораторні, побутові, промислові. Якщо відштовхуватись від точності, то найточніший аналіз pH пропонують лабораторні рішення. Це найбільш досконалі прилади на даний момент, що розраховані на обчислення і визначення кислотності на молекулярному рівні.

Промислові прилади не поступаються лабораторним в точності. Використовуються для визначення шкідливих домішок в продуктах харчування, побутової хімії, на шкідливих підприємствах.

Побутові рішення мають менший робочий діапазон. Вони підходять для використання в середовищах з малим та середнім рівнем агресивності. Побутові прилади використовуються для виміру:

  • проб грунту на ділянках;

  • дослідження питної води, продуктів харчування;

  • перевірки шкідливості будівельних матеріалів.

В комплекті з побутовими вимірювальними пристроями додається еталонний розчин для порівняння показників проб. До розчину входить вода з різною концентрацією іонів водню, лугів або кислот. Розчини поділяються на типи, які маркуються наступними кодами: 3,56; 1,65; 6,68; 4,01; 12,43; 9,18.

Принцип роботи pH-метру

Коли говорять про pH метр принцип роботи, мають на увазі тільки одне фізичне явище: проходження струму через речовину. Для визначення кількості pH іонів, електричний струм проходить по хлорсрібному електроду створюючи окислення для необхідної реакції, а також більш швидкого контакту з напругою. Інакше кажучи, цей прилад є вольтметром, в якому замість розмітки по напрузі нанесена розмітка pH. Сучасні прилади вимірюють вже по готових електродах.

Якщо розбирати pH-метр принцип дії детальніше, отримаємо наступну картину

  1. Боросилікатна трубка має всередині кульку для контролю виміру. У трубку наливається спеціальний розчин на основі соляної кислоти і хлориду срібла.

  2. У трубку з розчином опускається дріт зі срібла.

  3. Потім трубка занурюється до середовища, яке необхідно виміряти.

  4. Для кращого контакту в розчин додається ртутно-каломелева паста.

  5. Через розчин пропускається електричний струм.

  6. Струм змушує іони водню рухатися більш швидко вивільняючи енергію.

  7. З електродів за допомогою мультиметру отримується замір.

Так визначається показник pH в розчині. Описана процедура є лабораторним варіантом вимірювання, але працює практично для будь-яких середовищ. Для забезпечення точних значень, після виміру використовується контрольний електрод для порівняння.

Що слід пам'ятати? Для роботи приладу потрібна висока напруга. Сила струму повинна сягати не менше 10 ампер. Це необхідно для подолання опору електричного струму який створює об'єкт дослідження.

Підкреслимо, що сучасні pH-метри здатні заміряти не тільки кількість позитивних іонів. За функціоналом вони наближаються до мобільних лабораторій, тому що за їх допомогою можна виміряти також концентрацію нітратів і шкідливих хімікатів. Система пам'яті здатна розпізнавати будь-який хімічний елемент, що реагує на електричну напругу.

Альтернатива pH-метрам

Звичайно у просунутих приладів є більш прості та доступні аналоги: тест-смужки pH, спеціалізовані набори з колбами, в яких вже є необхідні реагенти для визначення рівня конкретних хімічних речовин. Ще є ціла низка народних методів, але про них ми розповідали в іншому огляді, тому не будемо повторюватись.

Сконцентруємося на тест-смужках, тому що такі набори для аналізу мають прийнятний цінник і пропонують досить точні результати перевірки середовищ.

Для проведення процедури визначення pH ґрунту необхідно взяти якісний зразок. Землю рекомендується використовувати з глибини 20-25 см. Зразок розміщують в глибокому посуді, додають деяку кількість дистильованої води. Суміш ретельно перемішують і залишають на 15 хвилин. Далі до землі прикладають смужку лакмусового паперу і чекають кілька хвилин. За отриманим кольором, який придбав папір, визначають ступінь кислотності ґрунту, порівнявши колір зі шкалою, що додається до комплекту.

Так, звичайно, смужки для вимірювання pH води або ґрунту не такі точні, як електронні засоби, але їх функціоналу цілком достатньо для визначення прийнятності території для засіву тих чи інших культур. А якщо додати до них ще і NPK-тести, вийде повністю замінити дороге обладнання.