น้ำเป็นของเหลวและสารละลาย (เช่นเมื่อไม่บริสุทธิ์ 100% H20) มีคุณสมบัติทางเคมีบางอย่างเนื่องจากการแต่งหน้า สารละลายทั้งหมดมีสภาพเป็นกรดพื้นฐานหรือเป็นกลางและนี่ถูกกำหนดโดยค่า pH (พลังของไฮโดรเจน) โดยมีค่าอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 14 โดยพื้นฐานแล้วนี่คือการวัดจำนวนไฮโดรเจนไอออนที่มีอยู่หรือไฮดรอกไซด์ไอออนมีอยู่
สารละลายที่เป็นกรดพบได้ที่ปลายล่างของสเปกตรัม (เช่นกรดซิตริกที่ 2.2 pH) และสามารถมีไฮโดรเจนไอออนได้มากกว่าล้านเท่าของสารละลายพื้นฐาน การแก้ปัญหาพื้นฐานพบได้ที่ปลายสเปกตรัมที่สูงขึ้น (เช่นน้ำยาฟอกขาวและน้ำยาทำความสะอาดเตาอบที่ 13.5 pH) และสามารถมีไฮโดรเจนไอออนได้มากกว่าล้านเท่าของสารละลายที่เป็นกรด
กระบวนการวัดค่า pHสามารถวักได้ 2 วิธี ได้แก่ วิธี potentiometric เกี่ยวข้องกับการวัดแรงดันไฟฟ้าบนขั้วไฟฟ้าที่ไวต่อค่า pH และวิธี optical methods เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ด้วยสายตาและการวัดความเข้มแสงของการเปลี่ยนสีที่ขึ้นกับค่า pH
การใช้เครื่องวัดค่ากรด-ด่าง
จากคำกล่าวของผู้ที่อาศัยอยู่ในขั้นแรกให้ศึกษาคำแนะนำและข้อกำหนดของผู้ผลิตเพื่อปรับเทียบหัววัดและมาตรวัด วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการทดสอบหัววัดโดยจุ่มลงในสารที่มีระดับ pH ที่คุณทราบแล้ว อาจเป็นความคิดที่จะทำแบบฝึกหัดการปรับเทียบเป็นเวลาหลายชั่วโมงก่อนที่จะใช้ถ้าคุณใช้โพรบในสนามแทนที่จะเป็นห้องแล็บ ทำความสะอาดหัววัดก่อนใช้โดยล้างด้วยน้ำสะอาดและเช็ดน้ำออกด้วยเนื้อเยื่อสะอาด
เติมภาชนะที่สะอาดด้วยน้ำที่คุณต้องการทดสอบ คุณจะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระดับน้ำครอบคลุมปลายอิเล็กโทรดอย่างเพียงพอเพื่อให้ได้การอ่านที่แม่นยำ คุณควรปล่อยให้ภาชนะบรรจุน้ำหรือนั่งเป็นเวลาสั้น ๆ เพื่อให้อุณหภูมิคงตัว ความแม่นยำของหัววัดค่า pH จะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิของน้ำดังนั้นใช้เครื่องวัดอุณหภูมิเพื่อวัดอุณหภูมิของน้ำและปรับมิเตอร์ให้ตรงกับ
วางโพรบลงในภาชนะบรรจุน้ำและให้เวลาเพียงพอสำหรับเครื่องวัดถึงสมดุล อ่านค่ามิเตอร์ pH เพื่อรับค่า pH ของตัวอย่างน้ำ ยิ่งใกล้ถึง 7 เท่าเท่าไหร่คุณก็ยิ่งมีน้ำบริสุทธิ์มากขึ้นเท่านั้น
วิธีการวัดค่า pH ทางแสง (Optical methods)
วิธีการนี้ใช้การเปลี่ยนแปลงสีที่ขึ้นกับค่า pH ของเม็ดสีอินทรีย์ที่เรียกว่าตัวบ่งชี้สี ตัวอย่างเช่นเมื่อค่า pH เพิ่มขึ้นสีของเมธิลสีแดงในสารละลายน้ำจะเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีเหลืองที่ค่า pH 4.9 ตัวอย่างเช่นฟีนอฟทาลีนเปลี่ยนเป็นสีแดงที่ค่า pH 9.5
สิ่งที่รู้จักกันดีที่สุดคือกระดาษวัดค่า pH หรือแถบทดสอบค่า pH ซึ่งจัดทำขึ้นด้วยสารละลายตัวบ่งชี้ของสารสีอินทรีย์เหล่านี้ ค่าพีเอชประเมินโดยการเปรียบเทียบสีของภาพกับระดับสี อย่างไรก็ตามความแม่นยำนั้นเพียงพอสำหรับการประมาณคร่าวๆเท่านั้น สามารถทำได้หลายวิธีดังนี้
- วัดค่า pH โดยใช้ Indicator dyes
- วัดค่า pH โดยใช้ Indicator paper
- วัดค่า pH โดยใช้ Fiber-optic pH probes
ข้อเสียของวิธีการทางแสง (optical methods)
พื้นที่ของแอปพลิเคชั่นสำหรับการวัดค่า pH แบบออปติคัลไม่ว่าจะเป็นแบบมองเห็นหรือเชิงแสงนั้นมี จำกัด มาก หากสารละลายที่ต้องวัดมีเมฆมากหรือมีสีโดยธรรมชาติการตรวจวัดจะไม่น่าเชื่อถือ โซลูชันการวัดบางอย่างยังมีพันธะเคมีซึ่งทำลายตัวบ่งชี้สีผ่านการออกซิเดชั่นหรือการลดลงและให้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง
การวัดค่า pH ทางเคมีไฟฟ้า (Electrochemical method)
การวัดค่าทางเคมีไฟฟ้าของ pH ใช้อุปกรณ์ที่ทำปฏิกิริยาทางเคมีของไฮโดรเจนไอออนเป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์เช่นความต่างศักย์ไฟฟ้าหรือการเปลี่ยนแปลงของการนำไฟฟ้า สามารถทำได้หลายวิธีดังนี้
- วัดค่า pH โดยใช้ glass membrane electrode มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยตัวบ่งชี้และขั้วไฟฟ้าอ้างอิงรวมกันเป็นโพรบเดียว (อิเล็กโทรดรวมกัน)
- วัดค่า pH โดยใช้ pH-FET Measurement Principle การพัฒนาล่าสุด ขึ้นอยู่กับการใช้ทรานซิสเตอร์สนามผลกระทบที่เลือกไอออน (ISFET) เมมเบรนที่ตอบสนองค่า pH ใช้งานเฉพาะในอุตสาหกรรมอาหาร
