ไขความลับค่า pH คืออะไร เข้าใจวิทยาศาสตร์เบื้องหลัง

ค่า pH (พีเอช) คือการวัดความเป็นกรดหรือด่างของสาร ในชีวิตประจำวันของเราเราเผชิญและดื่มของเหลวหลายชนิดที่มีค่า pH ต่างกัน น้ำเป็นสารที่เป็นกลาง โซดาและกาแฟมักจะมีสภาพเป็นกรด ค่าพีเอชเป็นคุณสมบัติที่สำคัญเนื่องจากส่งผลต่อการที่สารมีปฏิกิริยาระหว่างกันและกับร่างกายของเรา ในทะเลสาบและมหาสมุทรของเรา และเป็นตัวกำหนดว่าสิ่งมีชีวิตชนิดใดสามารถอยู่รอดได้ในน้ำ

ค่า pH คืออะไร

pH คือการวัดความพื้นฐานหรือความเป็นกรดของสาร pH มีช่วง 0-14 โดย pH ที่มากกว่า 7 หมายความว่าสารนั้นเป็นสารพื้นฐาน ค่า pH น้อยกว่า 7 หมายความว่าสารมีความเป็นกรด เมื่อ pH เท่ากับ 7 พอดี นั่นแสดงว่าสารมีความเป็นกลาง

สารที่เป็นกรดคือสิ่งใดก็ตามที่ทำให้โปรตอนหมดไป สารพื้นฐานจะรับโปรตอน หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกรดและเบส โปรดดูบทความนี้

สูตร pH คือ:

pH = -log (H+)

ซึ่งหมายความว่าการเพิ่มค่า pH ขึ้น 1 จะสอดคล้องกับความเข้มข้นของ H+ คูณด้วย 10 ดังนั้นแม้ว่าความแตกต่างระหว่าง pH 6 และ pH 7 อาจฟังดูเล็กน้อย แต่จริงๆ แล้วมันก็มากทีเดียว สำหรับสมการ pH ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนจะเป็นความเข้มข้นของโมลเสมอ ซึ่งก็คือ โมลของ H+ ต่อลิตร

การวัดค่า pH

มีหลายวิธีในการวัดค่า pH ของสารในห้องปฏิบัติการ ที่บ้าน หรือในภาคสนาม ได้แก่

pH meter (เครื่องวัดพีเอช)

เครื่องวัดนี้เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการวัดความเป็นกรดหรือด่างของสารละลาย ประกอบด้วยหัววัด (โดยปกติจะเป็นอิเล็กโทรดแก้ว) และมิเตอร์ที่แสดงค่า pH นี่คือวิธีการทำงาน:

หัววัดของเครื่องวัด ประกอบด้วยเมมเบรนแก้วพิเศษที่มีความไวต่อไฮโดรเจนไอออน (H+) ในสารละลายที่กำลังวัด นอกจากนี้ยังมีอิเล็กโทรดอ้างอิงภายในโพรบที่ให้แรงดันไฟฟ้าที่เสถียรสำหรับการเปรียบเทียบ

หลักการวัดเมื่อจุ่มโพรบลงในสารละลาย ไอออนไฮโดรเจนจากสารละลายจะทำปฏิกิริยากับเมมเบรนแก้ว ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้านี้เป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจน ซึ่งเป็นตัวกำหนด pH ของสารละลาย

โดยรวมแล้ว เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในการวัดระดับ pH ได้อย่างแม่นยำในการใช้งานที่หลากหลาย ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ นักวิจัย และช่างเทคนิคได้รับข้อมูลอันมีค่าสำหรับงานของพวกเขา

กระดาษลิตมัส (Litmus paper):

กระดาษลิตมัสเป็นเครื่องมือที่ง่ายและราคาไม่แพงที่ใช้ในการพิจารณาว่าสารละลายมีสภาพเป็นกรดหรือด่าง ประกอบด้วยแถบกระดาษที่ผ่านการย้อมด้วยสีย้อมธรรมชาติที่ละลายน้ำได้ซึ่งได้จากไลเคน สีย้อมนี้เรียกว่าสารลิตมัส

หลักการ:

กระดาษลิตมัสจะเปลี่ยนสีเพื่อตอบสนองต่อความเป็นกรดหรือความเป็นด่างของสารละลาย ประกอบด้วยสารสีน้ำเงินรูปแบบต่างๆ ที่เปลี่ยนสีขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย

การเปลี่ยนสี: เมื่อจุ่มลงในสารละลาย กระดาษลิตมัสจะเปลี่ยนสีตามค่า pH:

• กระดาษลิตมัสสีน้ำเงินเปลี่ยนเป็นสีแดงในสารละลายที่เป็นกรด (pH น้อยกว่า 7)
• กระดาษลิตมัสสีแดงเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินในสารละลายอัลคาไลน์ (pH มากกว่า 7)
• กระดาษลิตมัสยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในสารละลายที่เป็นกลาง (pH ประมาณ 7)