pH ಮಾಪನದ ತತ್ವ, ಸಾಧನ ಮತ್ತು pH ಮೀಟರ್ಗಳ ಪ್ರಕಾರಗಳು
ವಿವಿಧ ಮಾಧ್ಯಮಗಳ pH ಮಟ್ಟವನ್ನು (ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಆಮ್ಲೀಯತೆಯ ಮಟ್ಟ) ತ್ವರಿತವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು, pH ಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅಥವಾ ಕುಡಿಯುವ ನೀರು, ಆಮ್ಲ, ಉಪ್ಪು ಅಥವಾ ಕ್ಷಾರ ದ್ರಾವಣ, ರಕ್ತ, ಮೂತ್ರ ಮತ್ತು ಇತರ ದೇಹದ ದ್ರವಗಳು, ಹಣ್ಣುಗಳು, ತರಕಾರಿಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಆಹಾರ ಪದಾರ್ಥಗಳು, ವೈದ್ಯಕೀಯ ಔಷಧಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿ. - ತಾತ್ವಿಕವಾಗಿ, ಎಲ್ಲವೂ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಸಂಶೋಧನೆಯ pH ಮೌಲ್ಯದ ವಸ್ತುವಾಗಬಹುದು.
PH ಅನ್ನು ಮಾಪನ ಮಾಡುವುದು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಒಂದು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಮಾಪನವಾಗಿದೆ. ಮತ್ತು pH ಎಂಬ ಪದನಾಮವನ್ನು ಲ್ಯಾಟಿನ್ "ಪಾಂಡಸ್ ಹೈಡ್ರೋಜೆನಿ" ನಿಂದ "ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತೂಕ" ಎಂದು ಅಕ್ಷರಶಃ ಅನುವಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಇಂದು, pH ಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಜೀವವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಔಷಧದಲ್ಲಿ, ಜಲ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಕೃಷಿ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಮಣ್ಣು ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ, ಜಲಕೃಷಿಯಲ್ಲಿ, ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ಮತ್ತು ಕ್ಷೇತ್ರ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಮತ್ತು ಆಹಾರ ಉದ್ಯಮಗಳಲ್ಲಿ, ಅಕ್ವಾರಿಸ್ಟಿಕ್ಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಇತರ ಹಲವು ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಆಧುನಿಕ pH ಮೀಟರ್ pH ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಮತ್ತು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು ನಿಮಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.pH 7 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಮಧ್ಯಮವು ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಡಿಸ್ಟಿಲ್ಡ್ ವಾಟರ್, ಇದರಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳು H + ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅಯಾನುಗಳು OH- ಸಮಾನವಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆಮ್ಲೀಯತೆಯು 7 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಮಾಧ್ಯಮವು ಕ್ಷಾರೀಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. pH 7 ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ಮಧ್ಯಮ ಆಮ್ಲೀಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಮತ್ತು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಯಾವಾಗಲೂ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ವಿಧಾನದಿಂದ ಮಾಧ್ಯಮದ ಆಮ್ಲೀಯತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಮರ್ಥರಾಗಿದ್ದರೂ, ಸೂಚಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಫಿನಾಲ್ಫ್ಥಲೀನ್, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕೆಲವು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಸೂಚಕವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುವುದು ಸರಳವಾಗಿ ಅಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ಅದನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸಲು ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮಾಡಲು. ಇದಕ್ಕಾಗಿಯೇ pH ಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು.
pH ಮೀಟರ್ ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮಿಲಿವೋಲ್ಟ್ಮೀಟರ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದು ಒಂದು ಜೋಡಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಇರಿಸಲಾಗಿರುವ ಪರೀಕ್ಷಾ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. ಸಾಧನದ ಪ್ರಮಾಣವು ಇಲ್ಲಿ ಮಿಲಿವೋಲ್ಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅಲ್ಲ, ಆದರೆ pH ನಲ್ಲಿ ಪದವಿ ಪಡೆದಿದೆ ಎಂಬುದು ನಿಜ, ಏಕೆಂದರೆ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ EMF pH ಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.
ಎರಡು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು: ಗಾಜಿನ ಸೂಚಕ (ಆಕ್ಸಿಡೈಸರ್ಗಳು ಬೊರೊಸಿಲಿಕೇಟ್ ಗಾಜಿನ ಹೆದರಿಕೆಯಿಲ್ಲ) ಮತ್ತು ಬೆಳ್ಳಿ ಕ್ಲೋರೈಡ್ - ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ. ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಹತ್ತಾರು ಮೆಗಾಮ್ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮತ್ತು ಇದು ಕೇವಲ ಮೂಲಭೂತ ಅವಶ್ಯಕತೆಯಾಗಿದೆ - ತನಿಖೆಯ ಪ್ರತಿರೋಧವು 0.1 GΩ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರಬಾರದು. ತಿಳಿದಿರುವ pH ನ ಬಫರ್ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pH ಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಮಾಪನಾಂಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
EMF ಮೌಲ್ಯವು ತಾಪಮಾನದಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಅಂಶದಿಂದಾಗಿ, ಅಂತಹ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅಳತೆ ಸಾಧನವು + 25 ° C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅಳತೆಗಳಿಗೆ ತಾಪಮಾನ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, + 25 ° C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯುವುದು ಅವಶ್ಯಕ, ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಅನೇಕ pH ಮೀಟರ್ಗಳು ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಜ್ಜುಗೊಂಡಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ನೀವು ತಕ್ಷಣ ಮಾಧ್ಯಮದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅನುಸರಿಸಬಹುದು ಸಂಶೋಧನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ.
ವಿಶೇಷ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕ ಬೋರೋಸಿಲಿಕೇಟ್ ಗಾಜಿನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ತೆಳುವಾದ ಗೋಡೆಯ ಚೆಂಡನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕೊಳವೆಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸೂಚಕ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದೆ. ಅಂತಹ ಗಾಜಿನೊಳಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ H + ಅಯಾನುಗಳ ಚಲನೆಯು ಅದನ್ನು ಬಳಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ (ಗಾಜಿನೊಳಗಿನ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು ಸಿಲಿಸಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಪಾಲಿಯಾನಿಯನ್ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ). ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಸಿಲ್ವರ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅನ್ನು ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸುವುದನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಾ ಟ್ಯೂಬ್ಗೆ ಸುರಿಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದರ ನಂತರ ಬೆಳ್ಳಿಯ ತಂತಿಯನ್ನು ಅದರಲ್ಲಿ ಅದ್ದಿ - ಬೆಳ್ಳಿ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಾ ಮಾಧ್ಯಮಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು (ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಪಾದರಸ-ಕ್ಯಾಲೋಮೆಲ್ ಪೇಸ್ಟ್) ಇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಮುಚ್ಚಲಾಗುತ್ತದೆ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸ್ವಿಚ್ ಮೂಲಕ ಅಥವಾ ನೇರವಾಗಿ). ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಜೀವಕೋಶದ ಪಾದರಸ-ಕ್ಯಾಲೋಮೆಲ್ ಭಾಗ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಾ ಮಾಧ್ಯಮದ ನಡುವೆ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಗಾಜಿನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು H + ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
ಪರೀಕ್ಷಾ ಪರಿಹಾರದೊಂದಿಗೆ ರೆಫರೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ನಲ್ಲಿನ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣದ ವಾಹಕ ಸಂಪರ್ಕವು ಗಾಜಿನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ತೆಳುವಾದ ದಾರ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿಯಿಂದಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಮತ್ತು ಬೆಳ್ಳಿ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಿಂದ ಗಾಲ್ವನಿಕ್ ಕೋಶವನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಜೀವಕೋಶದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಭಾಗವು ವಾಹಕ ಗಾಜಿನ ಫಿಲ್ಮ್ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಾ ಪರಿಸರವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ಇಎಮ್ಎಫ್ ಅನ್ನು ಮಿಲಿವೋಲ್ಟ್ಮೀಟರ್ನೊಂದಿಗೆ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದರ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು pH ನಲ್ಲಿ ಪದವಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.ಸಿಲ್ವರ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಇಎಮ್ಎಫ್ನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಯಾವಾಗಲೂ ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಒಳಗಿನಿಂದ ಮಧ್ಯಮಕ್ಕೆ ಸಮಾನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ.
ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ನಾವು ಗಾಜಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸ್ಥಿರಾಂಕದಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳ H + ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ನಂತರ EMF H + ನ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ, ಅಧ್ಯಯನದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಮಾಧ್ಯಮದ pH ನ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ.
pH ಮೀಟರ್ಗಳ ಆಧುನಿಕ ಮಾದರಿಗಳು ಮೈಕ್ರೊಪ್ರೊಸೆಸರ್ಗಳಿಗೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಅದು ತಾಪಮಾನ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಸಂಬಂಧಿತ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಧನವು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ, ಅದು ಹೆಚ್ಚು ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಬಹುದು. ವಾದ್ಯಗಳ ನಿಖರತೆಯ ವರ್ಗವು ಮಾದರಿಯಿಂದ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ pH ಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬಹುದು.
ಪಾಕೆಟ್ ಮನೆಯ pH ಮೀಟರ್ಗಳಿವೆ, ವೃತ್ತಿಪರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ, ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸ್ಥಾಯಿ ಇವೆ. ಕೆಲವು pH ಮೀಟರ್ಗಳು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿನ ಅಯಾನುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ, ನೈಟ್ರೇಟ್ಗಳ ವಿಷಯ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತವೆ, ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಮೆಮೊರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಲೂಪ್ ಮೂಲಕ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸುವ ಕಾರ್ಯ.