Έχετε κάποια φορά σκεφτεί πώς οι επιστήμονες γνωρίζουν αν υγρά όπως νερό ή χυμός είναι οξύορα ή βασικά; Φαίνεται πιθανώς πολύπλοκο και δυσκολό, αλλά ένα ψηφιακό μέτρο pH το κάνει εύκολο να ελέγχετε το επίπεδο οξύτητας-βασικότητας διαφόρων υγρών. Διαβάζοντας αυτό το κείμενο θα έχουμε ξεκάθαρη κατανόηση του πώς λειτουργεί ένα ψηφιακό μέτρο pH.
Τι είναι μέτρηση pH;
Για να ξεκινήσουμε, πριν μάθουμε πώς λειτουργεί ένα ψηφιακό μέτρο pH, πρέπει να μιλήσουμε για το τι είναι το pH. Το pH είναι μια μέτρηση της οξύτητας ή βασικότητας μιας αερίων λύσης. Η κλίμακα μεταξύ 0 και 14. Ένα επίπεδο pH 7 είναι ουδέτερο, ούτε οξύ ούτε βάση. Είναι οξύ όταν κάτι έχει pH χαμηλότερο από 7. Αν έχει pH κάτω από 7 — είναι οξύ, αν είναι πάνω από 7 — είναι βασικό.
Αρχή λειτουργίας ψηφιακού μέτρου pH
Στην πραγματικότητα, είναι εύκολο και ακριβές να μετρηθεί το pH ενός υγρού με χρήση ψηφιακού μετρητή pH. Αποτελείται από τρία βασικά συστατικά, έναν δοκιμαστή, έναν αισθητήρα και έναν οθόνη εμφάνισης. Ο δοκιμαστής εισάγεται στον διαδοχικό έλεγχο της λύσης. Ο αισθητήρας εξετάζει τους ιόνες υδρογόνου μέσα στο υγρό. Οι ιόνες υδρογόνου μας λένε αν το υγρό είναι οξύ ή βασικό. Με τα δεδομένα αυτά, ο αισθητήρας παρέχει το επίπεδο pH στην οθόνη εμφάνισης.
Κατανόηση της επιστήμης της μέτρησης pH
Υπάρχει μια ειδική επιστήμη που ονομάζεται ηλεκτροχημεία, η οποία μπορεί να εξηγήσει πώς λειτουργούν οι μετρητές pH. Η ηλεκτροχημεία είναι η μελέτη της σύνδεσης μεταξύ ηλεκτρισμού και χημικών αντιδράσεων. Ένας ψηφιακός μετρητής pH έχει έναν αισθητήρα με ηλεκτρόδια που συνδέονται με τους ιόνες υδρογόνου μέσα στο υγρό. Αυτή η αντίδραση παράγει ένα μικρό ηλεκτρικό σήμα, το οποίο μετατρέπεται σε έναν αριθμό που δίνει το επίπεδο pH.
Πώς οι αισθητήρες μετρούν τα επίπεδα pH
Το αισθητήρα ενός ψηφιακού μετρητή pH είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στις μεταβολές της πυκνότητας των ιόνων υδρογόνου στο υγρό. Οι ιόνες υδρογόνου διασχίζουν τον αισθητήρα όταν ο δοκιμαστής βάλλεται σε ένα υγρό, κάτι που προκαλεί μια σειρά αντιδράσεων που παράγει ένα ηλεκτρικό σήμα. Ο μετρητής διαβάζει και εμφανίζει αυτό το σήμα στην οθόνη. Η ακρίβεια της ανάγνωσης θα εξαρτηθεί από την ποιότητα του αισθητήρα και από το πόσο καλά έχει καλιβρωθεί.
Πώς να χρησιμοποιήσετε έναν ψηφιακό μετρητή pH: Καθοδικός οδηγός βήματος-βήματος
Όταν γνωρίζετε πώς να το κάνετε, η χρήση ενός ψηφιακού μετρητή pH είναι εύκολη. Εδώ είναι πώς να το χρησιμοποιήσετε:
Καλιβρώστε τον μετρητή – Πρέπει να καλιβρώσετε τον μετρητή με λύσεις γνωστού pH πριν από τη μέτρηση. Αυτό εξασφαλίζει ότι οι μετρήσεις σας είναι ακριβείς.
Παρασκευάστε το δείγμα: Ρίξτε μια μικρή ποσότητα του υγρού που θέλετε να δοκιμάσετε σε ένα καθαρό ποτήρι.
Βάρσατε τον αισθητήρα: Βάλτε τον αισθητήρα στο υγρό έτσι ώστε ο αισθητήρας να είναι κάτω από την επιφάνεια του υγρού παντού.
Περιμένετε την ανάγνωση: Επιτρέψτε στο μετρητή pH λίγο χρόνο να σταθεροποιηθεί, και ελέγξτε το επίπεδο pH που εμφανίζεται στην οθόνη.
Καθαρίστε τον αισθητήρα ως εξής: Μετά τη χρήση, πλύνετε τον αισθητήρα σε αποσταλμένο νερό για να είναι έτοιμος για την επόμενη δοκιμή.
Συμπέρασμα
Ψηφιακός μετρητής pH: Οι επιστήμονες τον χρησιμοποιούν αυτό για να βρουν πόσο ξινό ή βασικό είναι τα υγρά. Ανεξάρτητα από το αν μετράει την ξινότητα ενός βασικού υγρού ή επιστημονικών δειγμάτων, όλα κοινοποιούν κάτι κοινό - ένας ευρείας χρήσης μετρητής pH μπορεί να μετρήσει μόνο μέχρι κάποιο σημείο. Έτσι, όταν πίνετε χυμό ή κοιτάτε αυτό το νερό στο ακουαριούμενο σας την επόμενη φορά, θυμηθείτε πώς οι ψηφιακοί μετρητές pH μας βοηθούν να καταλάβουμε τη φύση αυτής της ξινότητας και βασικότητας!