ค่า pH คืออะไร ?

คำว่า pH ย่อมาจาก Positive potential of the Hydrogen ions (แปลเป็นไทยก็คงประมาณ ศักย์ของไฮโดรเจนไอออน)

เป็นค่าที่แสดงถึง ปริมาณความเข้มข้นของ ไฮโดรเจนไอออน (H⁺) ใช้บอกความเป็นกรด-ด่าง

ของสสาร โดยค่า pH เป็นค่า ลอการิทึม ปริมาณความเข้มข้น ของไฮโดรเจนไอออน

แค่ความหมายก็ทำให้หลายคนเริ่มงงกันแล้ว เอาเป็นว่าเรารู้แค่ว่าค่า pH เอาไว้บอกค่าความเป็นกรด-ด่าง ของสสาร ก็พอ มาตามกันต่อเลยครับ

ปกติ ค่า pH จะกำหนดเป็นตัวเลข มีค่าตั้งแต่ 0 – 14 เพื่อแสดงถึงปริมาณความเข้มข้นของ ไฮโดรเจนไอออน (H⁺) ในน้ำบริสุทธิ์ ที่อุณหภูมิ 25 °C มีค่าจากการคำนวน ลอการิทึม ปริมาณความเข้มข้น ของไฮโดรเจนไอออน เท่ากับ 7 ถือว่ามีสภาพเป็นกลาง คือไม่มีความเป็นกรด-ด่าง

ดังนั้นพอจะสรุปค่า pH ได้ว่า

<  7  มีค่าเป็น กรด
=  7  มีค่าเป็น กลาง
>  7  มีค่าเป็น ด่าง

ตอนนี้คุณก็พอจะรู้จักกับค่า pH มากขึ้นแล้ว คำถามต่อมาคิอ เราจะรู้ได้อย่างไร ว่าค่า pH เท่าไหร่ ?

วิธีการ วัดค่า pH

วิธีการวัดค่า pH มี 2 วิธี ดังนี้

1.) วิธีเปรียบเทียบสี (Colorimetric) วิธีนี้เป็นการวัด pH โดยประมาณ (มีความถูกต้อง 0.5 หน่วย pH) ซึ่งทำได้โดยเติม สารอินดิเคเตอร์ (Indicator solution) ที่เหมาะสมลงไปในสารละลายที่ต้องการวัด pH แล้วเปรียบเทียบสี กับสารละลายบัฟเฟอร์ (buffer) ที่ทราบค่า pH ที่แน่นอน ซึ่งได้เติมอินดิเคเตอร์ชนิดเดียวกันไปแล้ว หรือใช้กระดาษชุบสารอินดิเคเตอร์ ที่เรียกกันว่า กระดาษลิตมัส (Litmus) จุ่มลงไปในสารละลายที่ต้องการวัด pH แล้วเปรียบเทียบกับสีมาตรฐาน

• การวัด pH แบบเติมอินดิเคเตอร์ ส่วนมากจะทำออกมาเป็นชุดทดสอบ เช่น ชุดทดสอบของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ซึ่งแยกออกเป็นอีกหลายแบบ แล้วแต่ชนิดของ สารอินดิเคเตอร์ที่ใช้ในการทดสอบ

การวัด pH แบบใช้กระดาษลิตมัส ซึ่งกระดาษลิตมัส ก็จะมีแบ่งแยกย่อยออกไปอีก คือ ชนิดใช้วัดกรด ชนิดใช้วัดด่าง และชนิดใช้วัดได้ทั้งกรดและด่าง ที่เรียกว่าแบบ Universal litmus

การหา pH โดยใช้วิธีเปรียบเทียบสี (Colorimetric) ปัจจุบันไม่เป็นที่นิยมใช้ เพราะมีความถูกต้องแม่นยำต่ำ และสารอินดิเคเตอร์ (Indicator) แต่ละชนิดก็จะเปลี่ยนสีในช่วง pH นั้นๆ ดังตัวอย่างชุดตรวจสอบ ความเป็นกรด-ด่างของดิน (รูปแรก) ซึ่งต้องใช้สารอินดิเคเตอร์ถึง 3 ชนิด เพื่อให้ครอบคลุมในทุกช่วง pH หรือตัวอย่างของกระดาษลิตมัส (รูปแรก) ซึ่งแยกเป็น 2 ชนิด สำหรับตรวจสอบความเป็นกรด และตรวจสอบความเป็นด่าง ซึ่งไม่สะดวกในการใช้งาน

จึงมีการนำอินดิเคเตอร์หลายๆ ชนิด ซึ่งเปลี่ยนสีในช่วง pH ต่างๆ กันมาผสมกันในสัดส่วนที่เหมาะสม จึงสามารถใช้บอกค่า pH ได้ละเอียดขึ้น อินดิเคเตอร์ผสมนี้เรียกว่า ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ (Universal indicator) ซึ่งสามารถเปลี่ยนสีได้ในสารละลายที่มี pH ต่างๆ กันเกือบทุกค่า

2.) วิธีวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า (electrical potential) วิธีนี้วัดค่า pH ได้อย่างละเอียด (มีความถูกต้อง 0.01 หน่วย pH) โดยการใช้เครื่องมือที่เรียกว่า pH Meter ซึ่งวัดค่า pH ได้โดยการวัดความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้า 2 ขั้ว ที่เกิดขึ้นระหว่าง Indicator electrode และ Reference electrode แล้วเปลี่ยนค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าให้เป็นค่า pH โดยมีการแสดงผลเป็นตัวเลข และแยกออกเป็นชนิดที่ใช้สำหรับ วัด pH น้ำ (Water pH meter) และ วัด pH ดิน (Soil pH meter)

การหา pH โดยใช้วิธี วัดความต่างศักย์ไฟฟ้า (electronic potential) เป็นที่นิยมในปัจจุบัน เพราะมีความถูกต้องแม่นยำสูง สะดวกในการใช้งาน และในปัจจุบันราคาถูกลงมาก สามารถหาซื้อได้ในราคาหลักร้อย บางเครื่องยังพ่วงความสามารถอื่นๆ เข้าไปด้วย เช่น การวัดปริมาณสารอาหารในดิน (ปุ๋ย) การวัดปริมาณความชื้น การวัดอุณหภูมิ การวัดปริมาณแสง เป็นต้น

การทำความสะอาดหัวอิเลคโทรดเมื่อเลิกใช้งาน

1.ไม่ควรนำหัวอิเลคโทรดไปกวนในสารละลาย หรือวางหัววัดอิเลคโทรดกระแทกกับภาชนะที่วัดค่า เพราะจะทำให้หัววัดชำรุด

2.ควรใช้น้ำกลั่นฉีดล้างหัววัดอิเลคโทรดเท่านั้น และใช้กระดาษทิชชูซับน้ำที่ปลายอิเลคโทรดเบาๆ หลังการใช้งานทุกครั้ง(ห้ามสัมผัสกระเปาะแก้ว)

3.เมื่อค่าที่ได้เปลี่ยนไปจากเดิมมาก เนื่องจากอาจจะมีคราบน้ำมัน หรือไขมันให้เตรียมสบู่หรือ ผงซักฟอกผสมน้ำแล้วแช่หัววัดอิเลคโทรด ประมาณ 20 – 30 นาที แล้วล้างด้วยน้ำกลั่น

4.เมื่อลิเลคโทรดเกิดการอุดตัน อุ่นสารละลาย KCl หรือต้มน้ำใช้น้ำอุ่นอุณหภูมิประมาณ 40 – 60 °C จุ่มหัววัดอิเลคโทรดลงไปประมาณ 10 นาที หลังจากนั้นปล่อยให้อิเลคโทรดเย็นลง โดยยังคงแช่อยู่ในสารละลาย KCl หรือน้ำอุ่นนั้น

5.หากมีการสะสมของผลึกเกลือ ให้จุ่มหัวอิเลคโทรดลงในน้ำประปาประมาณ 10 – 15 นาที แล้วฉีดด้วยน้ำกลั่น

การเก็บรักษา

1.ควรเก็บปลายกระเปาะอิเลคโทรดให้เปียกอยู่เสมอ โดยเติม KCl ลงในฝาของอิเลคโทรดก่อนปิด

2.เมื่อใช้อิเลคโทรดใหม่ หรืออิเลคโทรดแห้งให้แช่อิเลคโทรดลงใน KCl หรือบัฟเฟอร์4 ประมาณ 1–2 ชั่วโมงก่อนนำมาใช้งาน

3.ห้ามเก็บอิเลคโทรดในน้ำกลั่นเพราะจำทำให้อ่านค่าไม่นิ่ง และมีอายุการใช้งานสั้นลง