ก่อนที่จะเข้าใจในเรื่องของ Slope และ Offset pH meter ให้เข้าใจพื้นฐานการวัด pH โดยจะมีหัววัด Electrode เพื่อวัดความต่างของศักย์ไฟฟ้าในหน่วย mV (มิลลิโวลท์) ระหว่างหัววัด pH และหัววัดอ้างอิง และความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเป็นกรด หรือเบส เนื่องจากหัววัดหลอดแก้วบางๆ ช่วยให้การวัดอิออนไฮโดรเจนได้มากขึ้น อิเล็กโทรดแก้วจะวัดค่าศักย์ไฟฟ้าเคมีของไฮโดรเจนไอออน แนะนำให้อ่านหลักการทำงานของ pH meter
ความชันของการสอบเทียบ (Slope) คือการแปลงที่เครื่องวัดค่า pH ใช้ในการแปลงสัญญาณอิเล็กโทรดใน mV เป็น pH เครื่องวัดจะกำหนดความชันโดยการวัดความแตกต่างในการอ่านค่า mV ของบัฟเฟอร์สองชนิดที่ต่างกัน และหารด้วยค่า pH ที่ต่างกันของบัฟเฟอร์
ค่า Slope pH meter หรือความชันคืออะไร
ความชันของเซ็นเซอร์วัดค่า pH คือความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างค่าแรงดันไฟฟ้าที่อ่านได้ในหน่วยมิลลิโวลท์ (mV) กับค่า pH ความชันของเครื่องวัด pH meter คือสิ่งที่กำหนดว่าการอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าต้องเปลี่ยนแปลงมากเพียงใด เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงค่า pH หนึ่งค่า
ค่าความชันตามทฤษฎี หรือสภาวะในอุดมคติคือ 59.16 mV ที่ 25 °C ซึ่งหมายความว่าทุกๆ การเปลี่ยนแปลง 59.16 mV ค่า pH จะเปลี่ยนทีละ 1 หน่วย pH
ที่ค่า pH เท่ากับ 7 ค่า mV ทางทฤษฎีควรเป็น 0 mV ในสภาวะที่สมบูรณ์แบบ ค่า mV จะเปลี่ยนทีละขั้น +59.16 mV สำหรับแต่ละค่า pH ที่ลดลงจาก 7 และ -59.16 mV สำหรับแต่ละค่า pH ที่เพิ่มขึ้นจาก 7 ซึ่งหมายความว่าในสภาวะที่สมบูรณ์แบบ แรงดันดิบที่ 0 pH จะเป็น +414.12 mV และแรงดันดิบที่ 14 pH จะเท่ากับ -414.12 mV
อย่างที่เราทราบกันดีว่าสภาวะในอุดมคติมักไม่ค่อยเกิดขึ้น เซ็นเซอร์วัดค่า pH ทุกตัวมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวและมาจากโรงงานโดยมีการชดเชยเล็กน้อย เมื่อเซ็นเซอร์มีอายุมากขึ้นจากการสัมผัสกับกระบวนการ ค่าชดเชยนี้จะเพิ่มขึ้น
ค่า offset pH meter คือ
ค่า offset pH meter คือการประเมินแรงดันไฟฟ้าของ pH 7 ซึ่งเป็นค่าในอุดมคติที่วัดได้ที่ 0 mV ในกรณีในอุดมคติ 0 mV แต่ค่า Offset ยอมรับได้ต้องอยู่ในช่วง ±30 mV หากออกนอกช่วงนี้คุณอาจต้องเปลี่ยนหัววัด pH ของคุณ
คำนวณ % Slope pH meter
การคำนวณเปอร์เซ็นต์ความชันของค่า pH เป็นการตรวจสอบว่าหัววัดค่า pH ของคุณทำงานอย่างถูกต้อง โดยทั่วไปจะยอมรับความชันระหว่าง 85 ถึง 105% และค่าชดเชย ±30 mV หากหัววัดของคุณอยู่นอกช่วงนี้คุณต้อง เปลี่ยนหัววัดค่า pH ของคุณ ในการคำนวณเปอร์เซ็นต์ความชันของหัววัดค่า pH ของคุณ:
- วัดและบันทึกค่า mV ในบัฟเฟอร์ pH 7.0 นี่คือการชดเชยอิเล็กโทรด
- วัดค่า mV ในบัฟเฟอร์ที่สอง เช่น pH 4.0
- ในการกำหนดความชันของอิเล็กโทรด ให้คำนวณความแตกต่างของ mV สัมบูรณ์ระหว่างบัฟเฟอร์ทั้งสอง
- หารด้วยความแตกต่างของหน่วย pH ระหว่างบัฟเฟอร์ (ตัวอย่าง: ความแตกต่างของหน่วย pH ระหว่างบัฟเฟอร์ 7.01 และบัฟเฟอร์ 4.01 คือ 7.01-4.01=3)
- ในการแปลงผลลัพธ์นี้เป็นเปอร์เซ็นต์ความชันของอิเล็กโทรด ให้แบ่งความชันของอิเล็กโทรดตามความชันสูงสุดตามทฤษฎี (59.16 mV/pH หน่วย @ 25°C) และคูณด้วย 100
การคำนวณตัวอย่าง
หัววัด pH ที่ 1: สร้างแรงดันไฟฟ้า -15 mV ที่ค่า pH 7.01 และ +160 mV ใน pH 4.01
ความแตกต่างของ mV สัมบูรณ์: +160 mV – (-15 mV) = +175 mV
หัววัด pH ที่ 2: สร้าง +15 mV ใน pH 7.01 และ +160 mV ใน pH 4.01
ความแตกต่างของ mV สัมบูรณ์: +160 mV – (+15 mV) = +145 mV
สรุป:
หัววัดทั้งสองมีออฟเซ็ตที่ยอมรับได้ หัววัดที่ 1 มีออฟเซ็ต -15 mV และความชัน 98.6% ในขณะที่หัววัดที่ 2 มีออฟเซ็ต +15 mV และความชัน 81.7%
- หัววัดที่ 1 ทำงานอย่างถูกต้องได้ตามมาตรฐานทั้งค่า Offset และ % Slope
- หัววัดที่ 2 มีค่า Offset ในระดับที่ยอมรับได้ แต่ % Slope น้อยกว่า 85% ที่ยอมรับไม่ได้ ถ้าการทำความสะอาด และการสอบเทียบไม่ได้ช่วย จำเป็นต้องเปลี่ยนหัววัดใหม่
ความสำคัญของการสอบเทียบ
ทุกครั้งที่คุณคาริเบท pH meter คุณจะกำหนดความชันใหม่สำหรับเซ็นเซอร์วัดค่า pH แต่ละตัว สิ่งนี้จะปรับเซ็นเซอร์ให้เข้ากับความเป็นจริงใหม่ เราขอแนะนำให้คุณดำเนินการสอบเทียบสองจุดเป็นอย่างน้อย เพื่อให้แน่ใจว่าคุณกำลังสอบเทียบความชันของคุณอย่างถูกต้อง
เมื่อทำการสอบเทียบแบบสองจุด คุณจะต้องแสดงค่า pH ที่รู้จักที่แตกต่างกันสองค่าของเซ็นเซอร์วัดค่า pH เพื่อตรวจสอบความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้า แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือค่า pH ค่าใดค่าหนึ่งเหล่านี้คือค่า pH 7 ดังนั้นคุณจึงปรับค่าชดเชยจุดศูนย์ด้วย
โปรดจำไว้ว่า ที่ pH 7 ค่าแรงดันไฟฟ้าตามทฤษฎีคือ 0 mV การวางเซ็นเซอร์ในค่า pH ที่สองจะทำให้คุณได้รับแรงดันไฟ เมื่อเปรียบเทียบกับค่าที่ควรอยู่ในสภาวะที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งช่วยให้คุณปรับเปลี่ยนตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันดิบต่อ pH ของเซ็นเซอร์ที่ไม่ซ้ำกัน เมื่อเทียบกับค่าในอุดมคติ 59.16 mV
ความชันของค่า pH มีความสำคัญเนื่องจากเป็นตัวเลขบ่งชี้ว่า การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของค่า pH อย่างไร ในสภาวะที่เหมาะสม
