วันอาทิตย์ที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2553

ค่า pH

     ค่า pH (Potential of Hydrogen ion) เป็นค่าที่แสดงความเป็นกรดเป็นเบสของสารเคมีจากปฏิกิริยาของไฮโดรเจนไอออน (H+) สามารถทดสอบได้หลายวิธี โดยวิธีที่นิยมและง่ายสุดคือทดสอบด้วยกระดาษลิตมัสจากการเปลี่ยนสี
สำหรับตัวเลขที่แสดงค่า pH ถ้าพิจารณาอย่างง่ายที่อุณหภูมิห้อง ค่าเท่ากับ 7 แสดงว่าสารนั้นเป็นกลางไม่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือเบส เช่น น้ำบริสุทธิ์ ถ้ามีค่าน้อยกว่า 7 แสดงว่าเป็นกรด และถ้ามากกว่า 7 แสดงว่าเป็นเบส

 ตัวอย่างค่าพีเอชของสารต่าง ๆ

ค่าพีเอขที่ของสารที่พบได้บ่อยในชีวิตประจำวัน
สารpH
กรดสารพิษจากเหมืองร้าง
-3.6 - 1.0
กรดจากแบตเตอรี
-0.5
กรดในกระเพาะอาหาร
1.5 - 2.0
เลมอน
2.4
Coke
2.5
น้ำส้มสายชู
2.9
ส้ม หรือ แอปเปิล
3.5
เบียร์
4.5
ฝนกรด
< 5.0
กาแฟ
5.0
ชา
5.5
นม
6.5
น้ำบริสุทธิ์
7.0
น้ำลายมนุษย์
6.5 - 7.4
เลือด
7.34 - 7.45
น้ำทะเล
8.0
สบู่ล้างมือ
9.0 - 10.0
แอมโมเนีย (ยาสามัญประจำบ้าน)
11.5
น้ำยาปรับผ้านุ่ม
12.5
โซดาไฟ
13.5

  การวัดค่า pH

  หลักการเบื้องต้นของ pH Measurement หลักการเบื้องต้นจะใช้วิธีในการวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าของไอออนในสารละลายระหว่าง Glass Electrode เปรียบเทียบกับ Reference Electrode ซึ่งเป็นเซลล์มาตรฐานที่ทราบค่าศักย์ไฟฟ้าแล้ว

แสดงหลักการอย่างง่ายในการวัดค่า pH
Glass Electrode ประกอบด้วยส่วนรับรู้ค่า pH Glass Membrane ซึ่งปกติจะเป็นลักษณะรูปทรงกลม, Insulating Glass Stem เมื่อ Electrode จุ่มลงสารประกอบไอออนของ ไฮโดรเจนจะมาอยู่ตามบริเวณ Membrane Surface ซึ่งจะทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้า โดยศักย์ไฟฟ้าที่ Electrode Glass ตรวจวัดได้สามารถที่จะคำนวณค่าได้จากสมการ

 E_{g} = E^{ 0}_{g}  +  \frac{2.303RT}{F}\log_{10}a
เมื่อ
 E^{ }_{g} = ผลรวมของค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ได้จากการวัด
 E^{ 0}_{g} = ค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าเมื่อค่า  a^{ }_{ } = 1
       a^{ }_{ } = ผลรวม ไอออนของไฮโดรเจน
       T^{ }_{ } = ค่าอุณหภูมิสัมบูรณ์เป็นองศาเคลวิน
       R^{ }_{ } = 1.986 Calories ต่อ mol degree
       F^{ }_{ } = Faraday (coulombs per mol)
   2.303^{ }_{ } = logarithm conversion factor

ค่า pH จะได้มาจากค่าลบ logarithm ของผลรวมไอออนไฮโดรเจน

 pH^{ }_{ } = - log_{10}a^{ }_{ }

จากสมการด้านบน จะพบว่าค่าไอออนที่ตรวจจับได้ที่ Membrane จะเป็นค่าที่กำหนดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้น ซึ่งถ้าที่ Membrane สกปรกจะทำให้ค่า pH ที่วัดได้มีค่าผิดพลาดตามไปด้วย
จากสมการ จะเห็นได้ว่า ศักย์ไฟฟ้าจะขึ้นกับอัตราส่วนความเข้มข้นของ แล้วยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (T) อีกด้วยดังนั้นการวัด pH ที่ถูกต้องจำเป็นต้องมีการปรับเทียบเครื่องวัดไปที่อุณหภูมิที่ถูกต้องหรือคือจำเป็นต้องตรวจวัดอุณหภูมิของสารละลาย เพื่อทำการปรับภายในวงจรอีกทีหนึ่ง เครื่องวัด pH ที่สมบูรณ์นอกจากจะมีขั้วปรับเทียบแล้วยังมีตัวตรวจวัดอุณหภูมิของสารละลายละลายติดอยู่ด้วย
Reference Electrode จะมีค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่คงที่โดยไม่ขึ้นกับอุปกรณ์ตัวใด จากรูปโครงสร้างของ Reference type จะประกอบด้วย Mercury (ปรอท) ซึ่งจะสัมผัสอยู่กับ Mercurous chloride (HG2Cl2 ) และ Potassium chloride (KCl ) เมื่อคิดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ Reference Electrode รวมกับค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าสามารถหาค่าได้ตามสมการ
 E = (E_{ref}  +  E_{j}) - (E^{ 0}_{g}  +  \frac{2.303RT}{F}\ pH)
เมื่อ
 E^{ }_{ref} = ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ Reference Electrode
 E^{ }_{j} = ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ Liquid Junction

Thermo Compensating Resistorจะทำหน้าที่ชดเชยอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป เพื่อให้ผลการวัดได้ถูกต้องโดยไม่ขึ้นกับอุณหภูมิวงจรที่ใช้งานร่วมกับ Thermo Compensating Resistor จะออกแบบให้หักล้างกับค่าแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสารละลายที่ทำการวัดโดยสมการวงจรชดเชยจะได้ดังนี้

 E_{compensate} = \frac{2.303RT_{compensate}}{F}\  



สารที่มีสมบัติเป็นกรด
        สารประเภทนี้มีรสเปรี้ยว ทำปฏิกิริยาเคมีกับโลหะ เช่น สังกะสีทำปฏิกิริยาเคมีกับหินปูน
        ตัวอย่างสารประเภทนี้ เช่น น้ำส้มสายชู น้ำมะนาว น้ำอัดลม น้ำมะขาม น้ำยาล้างห้องน้ำเป็นต้น เมื่อเรานำสารที่มีสมบัติเป็น กรดทดสอบด้วยกระดาษลิตมัสมีน้ำเงินกระดาษลิตมัสจะเปลี่ยนจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง

 สารที่มีสมบัติเป็นเบส

        สารประเภทนี้มีรสฝาด เมื่อนำมาถูกับฝ่ามือจะรู้สึกลื่นมือ ทำปฏิกิริยากับไขมัน หรือน้ำมันพืช หรือน้ำมันสัตว์ จะได้สารประเภทสบู่
        ตัวอย่างสารประเภทนี้ เช่น น้ำปูนใส โซดาไฟ น้ำขี้เถ้า เมื่อนำสารที่มีสมบัติเป็นเบสทดสอบด้วย กระดาษลิตมัสสีแดงกระดาษลิตมัสจะเปลี่ยนสีจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน
pH (พี เอช) ย่อมาจาก positive potential of the hydrogen ionsหมายถึง หน่วยวัดค่าความเป็น กรด-ด่าง ซึ่งมีช่วงตั้งแต่ ๐-๑๔ คือ ถ้าความเป็นกรดในอาหารสูงมาก ค่า pH = ๐ แต่ถ้าความเป็นด่างสูงมาก ค่า pH = ๑๔ หรือถ้าเป็นกลาง ไม่เป็นกรด ไม่เป็นด่าง ค่า pH = ๗
pH (พีเอช) เป็นค่าที่แสดงความเป็นกรดจากปฏิกิริยาของอิออนของไฮโดรเจน (H+) สามารถทดสอบได้หลายวิธี โดยวิธีที่นิยมและง่ายสุดคือทดสอบด้วยกระดาษลิตมัสจากการเปลี่ยนสี สำหรับตัวเลขที่แสดงค่าพีเอช ถ้ามีค่าเท่ากับ 7 แสดงว่าสารนั้นเป็นกลางไม่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือเบส ถ้ามีค่าน้อยกว่า 7 แสดงว่าเป็นกรด และถ้ามากกว่า 7 แสดงว่าเป็นเบส

2 ความคิดเห็น:

  1. จากบทความนี้ทำให้มีความเข้าใจเกี่ยวกับ ค่า pH เพิ่มมากขึ้นเลยค่ะ ทีนี้ เรามาดูว่า ค่า pH มีความสำคัญต่อกิจกรรมใดบ้าง นะคะ ฝากอ่านเพิ่มเติมที่นี่นะคะ
    http://enviacadlab.blogspot.com/2012/01/ph.html#more

    ตอบลบ
  2. Wynn Hotel Casino & Spa - Mapyro
    Wynn Hotel Casino 의왕 출장마사지 & Spa. Casino. 1 Mohegan Sun Boulevard Uncasville, CT 06382. Directions. From Map. 남양주 출장안마 1 군산 출장마사지 Mohegan 구리 출장안마 Sun Blvd, Uncasville, CT 06382. From 남원 출장안마 Map

    ตอบลบ