ค่า Slope (กราฟความชัน) ของเครื่องวัด pH meter คืออะไร

ความชันของเซ็นเซอร์วัดค่า pH (หรือค่า slope pH meter) คือความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างค่าแรงดันที่อ่านได้ในหน่วยมิลลิโวลท์กับค่า pH

ก่อนที่จะเข้าใจในเรื่องราวเชิงลึกเกี่ยวกับความชันของ pH meter ขออธิบายพื้นฐานให้เข้าใจก่อนว่าค่าที่หัววัด pH อ่านค่าจากการวัดได้เป็นมิลลิโวลท์ (mV) แล้วเครื่องวัดเปลี่ยนค่านี้เป็นค่า pH

ซึ่งมีความสัมพันธ์ระหว่าง mV กับค่า pH หากสนใจให้ดูรายละเอียดเพิ่มเติมหลักการทำงานของ pH meter

ความชัน (slope) คือสิ่งที่กำหนดว่าการอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าต้องเปลี่ยนแปลงมากเพียงใด เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงค่า pH หนึ่งค่า

ค่าความชันตามทฤษฎีหรือสภาวะในอุดมคติคือ 59.16 mV ที่ 25 °C ซึ่งหมายความว่าทุกๆ การเปลี่ยนแปลง 59.16 mV ค่า pH จะเปลี่ยนทีละหน่วย 1 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

สภาวะที่สมบูรณ์แบบแรงดันไฟฟ้าที่ 0 pH จะเป็น +414.12 mV และแรงดันไฟฟ้าที่ 14 pH จะเท่ากับ -414.12 mV

อย่างที่เราทราบกันดีว่าสภาวะในอุดมคติมักไม่ค่อยเกิดขึ้น เซ็นเซอร์วัดค่า pH ทุกตัวมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวและมาจากโรงงานโดยมีการชดเชยเล็กน้อย เมื่อเซ็นเซอร์มีอายุมากขึ้นจากการสัมผัสกับกระบวนการ ค่าชดเชยนี้จะเพิ่มขึ้น

กราฟความสัมพันธ์ระหว่าง mV กับค่า pH

ตัวอย่างการคำนวณ % slope pH meter

โดยทั่วไปจะยอมรับความชันระหว่าง 85 ถึง 105% และค่า Offset ±30 mV นอกช่วงนี้คุณอาจต้องเปลี่ยนหัววัดค่า pH ของคุณ

ในการคำนวณเปอร์เซ็นต์ความชันมีขั้นตอนดังนี้:

วัดและบันทึกค่า mV ในบัฟเฟอร์ pH 7.0 นี่คือการชดเชยอิเล็กโทรด
วัดค่า mV ในบัฟเฟอร์ที่สอง เช่น pH 4.0
ในการกำหนดความชันของอิเล็กโทรด ให้คำนวณความแตกต่างของ mV สัมบูรณ์ระหว่างบัฟเฟอร์ทั้งสอง
หารด้วยความแตกต่างของหน่วย pH ระหว่างบัฟเฟอร์ (ตัวอย่าง: ความแตกต่างของหน่วย pH ระหว่าง บัฟเฟอร์ 7.01 และบัฟเฟอร์ 4.01 คือ 7.01-4.01=3)
ในการแปลงผลลัพธ์นี้เป็นเปอร์เซ็นต์ความชันของอิเล็กโทรด ให้แบ่งความชันของอิเล็กโทรดตามความชันสูงสุดตามทฤษฎี (59.16 mV/pH หน่วย @ 25°C) และคูณด้วย 100

สูตรการคำนวณ % Slope

ตัวอย่างการคำนวณ 1

อิเล็กโทรด pH สร้าง –5 mV ในบัฟเฟอร์ pH 7.00 และ +165 mV ในบัฟเฟอร์ pH 4.00
การคำนวณ165 mV – (-5 mV) = 170 mV 170mv/3 = 56.66mV/pH หน่วย 56.66/59.16 x 100 = 95.8% ดังนั้นหัววัดหมายเลข1 นี้อยู่ในระดับที่ดี (เกณฑ์การยอมรับอยู่ที่ 85%)

ตัวอย่างการคำนวณ 2

อิเล็กโทรดในบัฟเฟอร์ pH 7.0 สร้าง +15 mV เมื่อวางไว้ในบัฟเฟอร์ pH 4.0 จะสร้าง +175 mV ความแตกต่างระหว่างบัฟเฟอร์ทั้งสองคือ +160 mV ซึ่งก็คือ หารด้วย +177.48 mV ผลลัพธ์ 0.901 จะถูกคูณด้วย 100 เพื่อให้เปอร์เซ็นต์ความชัน 90.1% อยู่ในระดับพอใช้ได้ (เกณฑ์การยอมรับอยู่ที่ 85%)

สรุป

ค่า slope ph meter เป็นการคำนวณเพื่อดูว่าหัววัด pH electrode ยังทำงานได้ดีหรือไม่ แต่โชคดีในเครื่องวัดสมัยใหม่มีฟังก์ชั่นตรวจสอบประสิทธิภาพของหัววัดอยู่แล้วไม่จำเป็นต้องคำนวณให้ยุ่งยากอีกต่อไป แต่ให้รู้จักความหมายและวิธีการคำนวณ