مستشعر pH للماء هو جهاز إلكتروني يُستخدم لقياس حموضة أو قلوية سائل (عادةً الماء). يكتشف تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويحوّله إلى إشارة كهربائية قابلة للقياس، عادةً بالمللي فولت (mV)، والتي تُترجم بعد ذلك إلى قيمة pH.

كيف يعمل مستشعر pH؟

يتكون مستشعر الأس الهيدروجيني من مكونين رئيسيين:

1. قطب pH (قطب زجاجي)

• مصنوع من غشاء زجاجي خاص حساس لأيونات الهيدروجين (H⁺).

• عند غمرها في الماء، تتفاعل أيونات الهيدروجين مع الزجاج، مما يخلق فرق جهد صغير.

2. القطب المرجعي

• يوفر جهدًا مرجعيًا مستقرًا للمقارنة.

• عادةً ما يُملأ بمحلول كلوريد البوتاسيوم (KCl).

مبدأ العمل:

• يولد قطب الأس الهيدروجيني جهداً يتناسب مع تركيز أيونات H⁺.

• يضمن القطب المرجعي خط أساس مستقر.

• يتم قياس فرق الجهد بين القطبين وتحويله إلى قيمة pH باستخدام معادلة نرنست:

  E=E0−F2.303⋅RT⋅pH

  (حيث E = الجهد المقاس، E0 = الجهد المرجعي، R = ثابت الغاز، T = درجة الحرارة، F = ثابت فاراداي)

تتضمن معظم أجهزة استشعار الأس الهيدروجيني الحديثة مستشعر درجة حرارة للتعويض التلقائي لدرجة الحرارة (ATC) لضمان قراءات دقيقة.

كيفية استخدام مستشعر pH لقياس درجة حموضة الماء؟

1. المعايرة (ضرورية للدقة)

• استخدم محاليل منظمة لـ pH (مثل pH 4.0، 7.0، 10.0).

• اغمر المستشعر في كل محلول منظم واضبط القراءات وفقًا لذلك.

2. القياس

• اشطف المستشعر بالماء المقطر.

• اغمسه في عينة الماء وانتظر حتى يستقر (عادةً من 30 ثانية إلى دقيقتين).

• سجّل قراءة pH.

3. الصيانة

• قم بتخزين المستشعر في محلول تخزين (عادةً محلول أس هيدروجيني 4 أو محلول KCl).

• نظفه بانتظام لمنع التلوث.

  
  

حمامات السباحة مياه الصرف الصحي الاستزراع المائي الزراعة المائية تحليل جودة المياه

التطبيقات الرئيسية لأجهزة استشعار pH

1. مراقبة جودة المياه

• مياه الشرب، معالجة مياه الصرف الصحي، الأنهار، البحيرات، والمحيطات.

2. الاستزراع المائي والزراعة المائية

• يضمن درجة pH مثالية للأسماك والجمبري ونمو النباتات.

3. صناعة الأغذية والمشروبات

• يتحكم في درجة الحموضة في إنتاج منتجات الألبان والبيرة والنبيذ والعصائر.

4. التصنيع الكيميائي والصيدلاني

• يضمن درجة pH الصحيحة في التفاعلات وتركيبات الأدوية.

5. حمامات السباحة والمنتجعات الصحية

• يحافظ على ظروف مياه آمنة ومريحة.

6. البحث البيئي

• يدرس المطر الحمضي ودرجة pH التربة وآثار التلوث.

7. العمليات الصناعية

• يُستخدم في الغلايات وأبراج التبريد والمعالجة الكيميائية.