แนวทางการตรวจสอบความถกตองของ pH meter เพอการวด pH-value ในตวอยาง

โดย

ดร. วราภรณ กจชยนกล

นกวทยาศาสตรช านาญการพเศษ

กลมงานสงแวดลอม โครงการฟสกสและวศวกรรม

กรมวทยาศาสตรบรการ 1

หลกการท างานพเอช pH Meter ใชวธในการวดคาความตางศกยไฟฟาของไอออนในสารละลายระหวาง Glass Electrode เปรยบเทยบกบ Reference Electrode ซงเปนเซลลมาตรฐานททราบคาศกยไฟฟาแลว

2

โพรบวดกรด-ดาง (พเอช pH Electrode)

โครงสรางของโพรบวด กรด-ดาง พเอช pH Electrode

3

ประเภทของ โพรบวด กรดดาง พเอช pH Electrode แบงไดดงน 1. โพรบวดกรดดาง พเอช pH Electrode ท าจาก อพอกซ Epoxy Body เหมาะส าหรบการวดกรด-ดาง ในน า

4

2. โพรบวดกรดดาง พเอช pH Electrode ท าจาก แกว Glass Body เหมาะส าหรบการวด pH ในน า

5

3. โพรบวดกรดดาง พเอช pH Electrode แบบ Spear Tip เหมาะส าหรบการวดกรดดาง พเอช pH ในวสดทเปนSemi-Solid (ของเหลวกงแขง) เชน ชส โยเกรต ไสกรอก เปนตน

6

4. โพรบวดกรดดาง พเอช pH Electrode แบบ Flat Type ส าหรบงานวดกรดดางในโปรตน เนอสตว ชส แยม อาหาร ส ดน และอนๆ

7

การบ ารงรกษา สวนส าคญและจะตอง บ ารงรกษา คอ pH electrode เพอใหผลของการวดมความ ถกตองและแมนย าและยงชวยใหสามารถใชงานไดยาวนานขน ขอควรปฏบตดงน

8

1.การปรบสภาพกอนการใชงาน

- ลาง pH electrode ดวยน ากลนหรอน าทปราศจากอออน -แช pH electrodeในสารสารละลาย เชน 3.0 M KCL หรอสารละลายบฟเฟอร pH 4.0 หรอสารละลาย บฟเฟอร pH 7.0 ทงไว 20 นาท -อยาน า pH electrode แชในน ากลนหรอน าปราศจากอออน โดยเดดขาดเพราะการแชอยในน าบรสทธนานๆ จะท าให Glass membrane เสยหาย -ลาง pH electrode ดวยน ากลนหรอน า ปราศจากอออน 9

2. การใชงาน -ลางอเลกโทรดดวยน ากลนกอนและหลงการวดตวอยาง ซบแหงสวนของ Glass membrane ดวยกระดาษออนนมหรอส าลเทานน -อยาถ Glass membrane แรงๆ เพราะจะท าใหเกดไฟฟาสถตทจะรบกวนการวดในครงตอไป

10

3. การเกบรกษา - ควรเกบ pH electrode ในสารละลายของ KCL - ไมควรเกบอเลกโทรดไวในน ากลนหรอน าปราศจากอออนเพราะจะท าให Electrolyte อออนไหลออกจาก Glass membrane ท าให Electrode ใชงานไมได

11

4. การบ ารงรกษาและการท าความสะอาด ม 3 สวนหลกๆของอเลกโทรดทตองการการดแลรกษา 4.1 Internal ควรจะเปลยน Electrolyte อยางสม าเสมอ เมอสารละลายนเปลยนสหรอมตะกอนเกดขนในปรมาณทมากระดบของ Electrolyte ควรจะมประมาณ 75-80 % ขนไป (ทงเนอทไวส าหรบการขยายตว ในกรณทอเลกโทรดอยภายใตการเปลยนแปลงอณหภม)

12

4.2 Glass membrane ขนอยกบการใชงาน เชน การจม electrode ในสารละลายทมเลอดหรอโปรตนอย หรอสารละลายชนดอนๆทสามารถสรางสงอดตนใหแก pH electrode และท าให pH electrode ไมสามารถใชงานได การท าความสะอาดจะชวยยดอายการใชงาน

13

สารละลายทใชในการก าจดสงแปลกปลอม - 0.1 M HCL หรอ 0.1 M HNO3 จมแชไว 20 นาท ส าหรบลางท าความสะอาดทวๆไป - 1:10 น ายาซกผาแบบออน จมแชไว 10 นาท ส าหรบสงแปลกปลอมทเกาะแนนหรอแบคทเรย - Methanol จมแชไว 10 นาท ส าหรบไขมน - 1 % pepsin ใน 0.1 M HCL จมแชไว 5 นาท ส าหรบโปรตน

14

4.3 Liquid junction มสาเหตหลก 3 อยาง ทท าให Liquid junction อดตนไดคอ - การทง Electrode ใหแหงและ Electrolyte เกดการตกผลกทบรเวณ Liquid junction ในกรณนใหแช Electrode ในสารละลาย Buffer pH 7 เพอท าใหผลกละลายหรอแช Electrode ใน Buffer 7 ทรอน จะชวยเพมอตราการละลาย 15

- ในกรณทสงอดตนเปนพวกดนสารอนนทรย และของเหลวทมลกษณะเหนยว ใหลางดวย Cleaning solution เชน Deacon R หรอใชสารละลายอนทสามารถละลายสงอดตนเหลานได - ปฏกรยาเคมระหวางตวอยางกบ Electrolyte ในกรณนควรเปลยน Electrode อนใหม

16

ขนตอนการใชงาน 1. เตรยมเครองมอใหพรอมใชงาน warm up เครองมอประมาณ 30 นาท 2. Instrument Calibrate ใหปฏบตตามคมอ (2 Buffer+1 Buffer: 3 pH unit, 0.1 pH unit)

17

3. สารละลายทแนะน าใหใชในการเกบ electrode ระยะสน 3.1 สารละลายควรมคาความน าไฟฟามากกวา 4000 µmhos/cm. 3.2 ใชน าประปาเหมาะสมกวาน ากลน 3.3 บฟเฟอร 4 เหมาะส าหรบ Single glass electrode 3.4 Saturated KCl ใชกบ Calomel และ Ag/AgCl reference electrode และ Combination electrode

18

ขอควรระวงในการใชงาน - ควรน าปลอกทใสอเลกโทรดออกกอนการใชงาน - ควรเกบ pH electrode ไวในปลอกเมอไมไดใชงาน - ไมควรสมผสสวนลางของอเลกโทรดดวยมอ โดยเฉพาะ Glass membrane หรอ Liquid junction - ควรเกบ pH electrodeโดยแชในสารละลาย KCL - ควรลาง pH electrode ดวยน ากลนหรอน าปราศจากอออนกอนทจะท าการวดสารตวอยางใหม

19

- ควรปดเครอง pH meter กอนทจะน าอเลกโทรดออก - ไมควรขดหรอท าอนตรายตอ Glass membrane เพราะอาจท าใหอเลกโทรดแตกหรอท าใหการอานคาผดพลาดได - ไมควรใช pH electrode ทปราศจากการปองกนทสวนปลายใน beaker หรอภาชนะอนซงม magnetic stirrer - ควรปรบเทยบกอนการใชงาน

20

สงรบกวนการวด

- Glass electrode : ส ความขน สารคลอลอยด Oxidants Reluctants สารละลายทมเกลอสง (Low sodium error electrodes)

- อณหภม : มผลตอคณสมบตของ electrode และผลตอสมดลปฏกรยา (บนทกอณหภมทท าการวด)

21

pH Meter - เครองวด pH สวนใหญสามารถอานคา pH และคาความตางศกย (mV) บางเครองอานไดละเอยดถง 0.001 unit - ส าหรบ routine work ความละเอยด 0.1 pH unit

22

ขอแนะน าอนๆ 1. เลอกเตมสาร electrolyte ใหถกตองกบ electrode เตมใหถงต าแหนงทถกตองและตองมนใจวา electrode junction ไมแหง 2. Reference electrode junction ท าจากวสดหลายชนด (annular ceramic, quartz, asbestos fiber) การเลอกใชใหท าตามคมอ 3. ใหใช Low sodium error electrode ส าหรบวดตวอยางทอณหภมสงและ pH สงกวา 10 แตถา pH ต ากวา1 ใหใช Liquid membrane electrode 23