اسیدسنج و یا PH متر دستگاهی است که به منظور اندازه گیری میزان اسیدی یا قلیایی بودن مایعات بکار می‌رود. PH واژه‌ای است که جهت تعریف میزان یون های معادل هیدروژن موجود در محلول استفاده می شود. اندازه گیری میزان اسیدی بودن مایعات در بسیاری از صنایع از قبیل صنایع غذایی، دارویی، صنایع کشاورزی و دامپروری، تصفیه خانه ها، آزمایشگاه های صنعتی و پزشکی و در سایر صنایع که اندازه گیری میزان اسید آن مورد نیاز باشد مورد استفاده قرار می گیرد.

PH از لغت فرانسوی Hydrogene گرفته شده، اصطلاح ph که مخفف دو کلمه Hydrogene و power است بیانگر قدرت یونی هیدروژن در آب می باشد. به عبارت دیگر نسبت مولکول های یونیزه شده به غیر یونیزه شده در محیط های آبی را pH می گویند.

در واقع درصد اسیدیته و قلیائیت آب را pH می گوییم. درجه اسیدیته یا قلیائیت آب بین صفر و ۱۴ متغیر است و عدد ۷ که حد وسط آن می باشد به معنی نقطه مرزی یا خنثی می باشد که به معنی این است که نه آب اسیدی است نه قلیایی.

اگر هر چه از طرف عدد خنثی یعنی ۷ به طرف صفر حرکت کنیم آب به سمت اسیدی کشیده شده و به معنی کاهش pH است و هر چه از عدد خنثی یعنی ۷ به سمت ۱۴ حرکت کنیم آب به سمت قلیایی و افزایش pH حرکت می کند.

با اینکه ممکن است یون‌های مختلفی در محلول شکل بگیرند، ولی آن‌هایی که تعیین می‌کنند محلول اسیدی یا قلیایی است، به ترتیب یون هیدروژن (H+) و یون هیدروکسیل (OH-) هستند. زمانی که تعداد یون‌های هیدروژن از تعداد یون‌های هیدروکسیل در محلول بیشتر باشد، محلول اسیدی است. وقتی‌ که تعداد این دو یون برابر باشد، محلول خنثی است. زمانی که تعداد یون‌های هیدروژن از تعداد یون‌های هیدروکسیل در محلول کمتر باشد، محلول قلیایی (بازی) است.

میزان تشکیل یون در محلول، برای اسیدها و قلیاها متفاوت است. آن دسته‌ای که تقریبا بطور کامل یونیزه می‌شوند، اسید یا باز قوی هستند. هیدرو کلرید اسید و سدیم هیدروکسیل مثال‌هایی برای این دسته‌اند. بقیه اسیدها و بازها به مقدار کمی یونیزه می‌شوند و اسید یا باز ضعیف هستند. استیک اسید و آمونیوم هیدروکسیل نمونه‌هایی برای این گروه می‌باشند. می‌توان اسیدها و بازها را بنا بر تعداد یون هیدروژنی که در هر مولکول می‌توانند از دست دهند، دسته‌بندی کرد. اگر اسیدی در هر مولکولش فقط یک یون هیدروژن آزاد کند، به آن اسید تک‌ ظرفیتی می‌گویند.

حتی آب خالص نیز به مقدار خیلی کم به یون هیدروژن و هیدروکسیل تبدیل می‌شود. در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، آب خالص همواره دارای 0.0000001 یا 1x10-7 گرم اکی والان در لیتر یون هیدروژن دارد و چون آب خالص خنثی است به همین میزان یون هیدروکسیل نیز دارد. حاصل‌ ضرب این دو غلظت برابر با مقدار ثابت 1.0x10-7 در 25 درجه سانتی‌گراد است.
اگر غلظت یون هیدروژن یک محلول 1.0x10-4 گرم اکی والان در لیتر باشد، غلظت یون هیدروکسیل در این محلول برابر 1.0x10-10 گرم اکی والان در لیتر خواهد بود. چون در این مورد غلظت یون هیدروژن بیشتر از غلظت یون هیدروکسیل است، محلول اسیدی است.

برای ساده‌تر بیان کردن غلظت یون هیدروژن، بجای بیان آن با اعداد اعشاری و توان‌های منفی، مفهوم PH تعریف‌ شده است. بیان ریاضی این مفهوم، برابر با منفی لگاریتم غلظت یون هیدروژن در مبنای 10 است. محلولی با غلظت یون هیدروژن برابر 1.0x10-7 گرم اکی والان در لیتر PH برابر 7 دارد.

از آنجاییکه در محلول‌های اسیدی غلظت یون هیدروژن بیشتر از 1.0x10-7 گرم اکی والان در لیتر است، مقدار PH آن‌ها کم‌تر از 7 است. بلعکس محلول‌های قلیایی PH بالاتر از 7 دارند. مهم است که به یاد داشته باشید، تغییر یک واحد در PH برابر با 10 برابر تغییر در اسیدیته یا قلیایی بودن محلول است؛ بنابراین یک محلول با PH=4 در مقایسه با محلولی با PH=5، 10 برابر اسیدی‌تر است، محلولی با PH=3 در برابر محلولی با PH=5، 100 برابر اسیدی‌تر است و محلولی با PH=2 در برابر محلولی با PH=5، 1000 برابر اسیدی‌تر است. محدوده پذیرفته‌ شده برای تغییرات PH از 0 تا 14 است.

روش های مختلف اندازه گیری PH

دو روش کلی برای سنجش میزان PH در آب ها وجود دارد که شامل دو روش زیر است:

1. روش استفاده از PH متر الکتریکی
2. تعیین PH به روش رنگ سنجی

1- روش استفاده از PH متر الکتریکی:

اکثر اندازه گیری های PH در آزمایشگاه با استفاده از PH متر به وسیله یک مدار الکتریکی کار می کند. این مدار از یک الکترود شیشه ای و یک الکترود مرجع خارجی و یک ولت متر که پتانسیل الکتریکی را در مدار ثبت می کند، تشکیل شده است. الکترود شیشه ای از یک سیم حامل جریان تشکیل شده است که در داخل یک محلول که PH مشخص دارد فرو برده شود.

2-PH  متری به روش رنگ سنجی:

این روش شیمیایی که برای تعیین PH استفاده می شود، افزودن یک قطره از یک اندیکاتور اسید – باز به نمونه است. کاغذهای PH اندیکاتور مناسب برای این کار هستند. یک قطره از نمونه روی کاغذ PH قرار داده می شود؛ و این ترتیب رنگ مورد نظر مشاهده می شود. اندیکاتورها مولکول های بزرگ آلی هستند که بر اساس PH محلول تغییر رنگ پیدا می کنند. در محدوده ای از دامنه PH برای هر اندیکاتور تغییر رنگ مشاهده می شود (معمولا حدود 5/1 واحد PH). PH های متوسط در میانه جدول مشاهده می شوند؛ که بر اساس این مقدار PH رنگ های بینابینی نیز در این محدوده ی PH قرار می گیرند.

به عنوان مثال اندیکاتور کروزول قرمز در PH پایین تر از 7، رنگ محلول اندیکاتور زرد است و در PH بالاتر از 8/8 رنگ محلول قرمز رنگ است. در مقادیر PH متوسط براساس نوع PH تغییر درجه رنگ محلول به صورت نارنجی خواهد بود.

اندیکاتورهای مختلف زیادی وجود دارند که می توانند تمام محدوده ی PH را تحت پوشش قرار دهند.

کالیبره کردن PH متر

قبل از استفاده از دستگاه PH متر باید دستگاه کالیبره شود. محلول های بافری با PH های معلوم برای چنین کاری مناسب هستند. دستگاه PH متر را روشن می کنیم، الکترود را با آب مقطر می شوییم. آن را تکان می دهیم تا خشک شود. سپس آن را درون بشری که حاوی محلول بافری با PH 7 است قرار می دهیم صبر می کنیم تا عدد روی صفحه نمایش ثابت شود. الکترود را با آب مقطر می شوییم به خوبی آن را تکان می دهیم تا آب آن گرفته شود. بعد داخل محلول بافر با PH 4 قرار می دهیم تا PH متر به حالت ثبات قرار گیرد. کالیبره کردن دستگاه را از طریق اندازه گیری در PH استاندارد 7 کنترل می نماییم. برای انجام این کار الکترود باید در داخل محلول قرار گیرد. در این مرحله PH متر آماده است.

در این مرحله مقدار کافی از نمونه را داخل بشر 100 میلی لیتر می ریزیم و الکترود را داخل آن غوطه ور می کنیم و می گذاریم حدود 2 دقیقه دستگاه به حالت ثبات نماند، وقتی عدد روی دستگاه ثابت شد از روی صفحه نمایش مقدار PH نمونه مورد نظر را می خوانیم.

کاربرد انواع اسیدسنج ها

اسیدسنج های مختلف برای کاربردهای مختلف طراحی گردیده اند که دو نوع بسیار رایج مدل های پرتابل و مدل های قابل نصب هستند. مدل های پرتابل بیشتر مصارف آزمایشگاهی دارد ولی نمونه های قابل نصب با خروجی پیوسته اطلاعات و میزان PH را در هر لحظه مانیتور می کند. در مواردی که اندازه گیری به صورت پیوسته مد نظر است باید از ترانسمیتر PH متناسب استفاده کرد و میزان اسیدی بودن را به صورت همزمان به اتاق کنترل یا مانیتورینگ فرستاد.

به طور کلی از اسیدسنج ها در بسیاری از صنایع از قبیل صنایع غذایی، دارویی، صنایع کشاورزی و دامپروری، تصفیه خانه ها، آزمایشگاه های صنعتی و پزشکی و در سایر صنایع که اندازه گیری میزان اسید آن مورد نیاز باشد استفاده می شود.

پارامترهای مهم در انتخاب یک اسیدسنج

در انتخاب یک اسیدسنج باید به موارد زیر توجه داشت:

•     دقت اسیدسنج
•     نوع پراب دستگاه، کاربرد و نحوه نصب
•     طول کابل سنسور (در مواردی که زیاد باشد نیاز به پری آمپلی فایر یا تقویت کننده داریم)
•     داشتن کنترلر و نمایشگر اسید در مدل های قابل نصب
•     رزولوشن دستگاه اندازه گیری
•     قابلیت کالیبره کردن
•     قابل اتصال به کامپیوتر