Nồng độ pH là gì? Các phương pháp đo nồng độ pH thông dụng hiện nay

Nồng độ pH có lẽ không còn là cụm từ xa lạ với nhiều người. Nhưng cụ thể, nồng độ pH là gì? Không phải ai cũng biết cách tính độ pH và những phương pháp nào có thể đo được. Để có được câu trả lời chính xác nhất, mời các bạn tham khảo nội dung chi tiết trong bài viết sau.

1. Độ pH là gì?

Nồng độ pH là thước đo để xác định xem dung dịch có tính axit hay bazơ. Đó là tỷ lệ giữa các ion tích điện dương (tạo axit) và các ion tích điện âm (tạo bazơ). Trong dung dịch, hoạt động của các ion hydro được xác định bởi hằng số phân ly của nước (Kw) = 1,008 × 10−14 ở 25 °C) và tương tác với các ion khác có trong dung dịch. Giới hạn nồng độ pH dao động từ 0-14, trong đó:

+> pH = 7: Môi trường trung tính.

+> pH > 7: Môi trường kiềm (cơ bản).

+> pH < 7: Môi trường axit.

Dù pH cao hay thấp đều ảnh hưởng đến con người, sinh vật cũng như hoạt động sản xuất, có thể tích cực hoặc tiêu cực như:

+> Đối với con người, pH máu dao động từ 7,35 đến 7,45. Nếu nằm ngoài phạm vi này, người đó có dấu hiệu bị bệnh. Khi độ pH nhỏ hơn 6,8 hoặc lớn hơn 7,8, các tế bào trong cơ thể sẽ ngừng hoạt động và nạn nhân có thể chết.

+> Đối với các sinh vật sống trong nước như cá, tôm,… chúng sẽ không thể tồn tại nếu độ pH thấp hơn 4 hoặc lớn hơn 10.

Nồng độ pH trong thực phẩm của con người

Giá trị pH thích hợp cho ao nuôi tôm

>> Tham khảo: Cẩm nang cách đo pH trong bể cá hiệu quả và an toàn

2. Công thức tính nồng độ pH

– Nồng độ pH là đại lượng không có đơn vị đo nhưng cũng không phải là thang đo ngẫu nhiên. Người ta tính pH của dung dịch theo công thức:

– Trong đó [H+] đại diện cho hoạt động của ion H+ (hay chính xác hơn là [H3O+]tức là các ion hydronium), được đo bằng mol/l. Trong các dung dịch loãng (như nước sông hoặc nước máy), hoạt độ gần bằng nồng độ ion H+.

– Log10 biểu thị logarit cơ số 10, do đó pH được định nghĩa là thang logarit của độ axit. Ví dụ:

+> Dung dịch có pH=8,2 sẽ có hoạt tính [H+] (nồng độ) là 10−8,2 mol/l, hoặc khoảng 6,31 × 10−9 mol/l

+> Dung dịch có hoạt tính [H+] 4,5 × 10−4mol/l sẽ cho giá trị pH là −log10(4,5 × 10−4), hoặc khoảng 3,35.

– Độ pH sẽ cho biết dung dịch có tính axit mạnh hay yếu.

+> Đối với axit mạnh, phản ứng phân ly HX + H2O ↔ H3O++ X- diễn ra hoàn toàn. Điều đó có nghĩa là nếu dung dịch HX có nồng độ mol 0,01 mol/l thì nồng độ các ion hydro hòa tan sẽ là 0,01 mol/l. Chúng ta có thể tính pH theo công thức sau:

pH = −log10 [H+]

pH = −log (0,01)

Điều đó có nghĩa là pH = 2.

+> Đối với axit yếu quá trình phân ly không diễn ra hoàn toàn. Sẽ đạt được sự cân bằng giữa các ion hydro và bazơ. Ví dụ

HCOOH(dd) ↔ H+ + HCOO-

Để tính pH trong trường hợp này, chúng ta cần biết hằng số phản ứng cân bằng của từng axit tương ứng. Công thức tính hằng số cân bằng axit:

Ka = [ion hydro][ion axít] / [axít]

3. Các phương pháp đo độ pH phổ biến hiện nay

3.1. Sử dụng chỉ báo màu

– Màu của chất chỉ thị sẽ thay đổi theo pH của dung dịch. Màu sắc của chỉ báo pH thường được chia thành 14 mức. Phương pháp này về cơ bản sẽ bao gồm hai phương pháp đo pH sau:

+> So sánh màu chuẩn tương ứng với giá trị pH đã biết với màu của chất chỉ thị ngâm trong dung dịch cần đo bằng dung dịch đệm.

+> Chuẩn bị giấy thử pH đã ngâm trong chất chỉ thị, sau đó nhúng giấy này vào dung dịch cần thử và so màu của nó với màu chuẩn.

Độ pH tương ứng với màu sắc của 14 bảng màu chỉ thị

– Cách đọc pH trên chỉ thị màu

+> Nếu pH < 8 thì giấy chỉ thị có màu trắng.

+> Nếu pH > 8 thì màu giấy chỉ thị chuyển từ hồng nhạt sang đậm. Màu càng đậm thì càng cơ bản.

– Mỗi giá trị pH đo được sẽ tương ứng với một tổ hợp màu sắc. Càng nhiều chỉ báo thì khả năng kết hợp màu sắc càng ít trùng khớp và độ pH được xác định càng chính xác.

– Nhược điểm của việc đo pH bằng chỉ thị:

+> Có thể xảy ra lỗi do nồng độ muối trong dung dịch cao, nhiệt độ hoặc sự có mặt của các chất hữu cơ trong dung dịch.

+> Kết quả đo pH chỉ mang tính tương đối vì kết quả được nhìn thấy bằng mắt thường.

Các giá trị quan sát được chỉ mang tính chất tương đối

3.2. Dùng giấy quỳ đỏ

– Giấy quỳ trung tính chứa từ 10 đến 15 loại thuốc nhuộm khác nhau, trong đó có azolitmine, leucazolitmine, leucoorcein và spaniolitmin. Khi nhúng giấy quỳ vào dung dịch, nếu chuyển sang màu đỏ là dung dịch có tính bazơ, nếu chuyển sang màu xanh là dung dịch có tính axit.

– Ưu điểm: Giá giấy quỳ khá rẻ, được bán rộng rãi nên dễ tìm mua, dễ sử dụng và cho kết quả nhanh chóng.

– Nhược điểm: Đo pH bằng giấy quỳ cho độ chính xác thấp với khoảng đo rộng đến 1 đơn vị.

Dùng giấy quỳ tuy đơn giản nhưng chỉ để đo dễ dàng

3.3. Sử dụng điện cực thủy tinh

Đây là một phương pháp khá phổ biến được sử dụng để đo độ pH. Phương pháp này sử dụng hai điện cực, một điện cực thủy tinh và một điện cực tham chiếu, để xác định độ pH bằng cách đo điện thế giữa chúng. Bằng cách này, sự hiện diện của các chất oxy hóa và chất khử không thể ảnh hưởng lớn đến kết quả đo.

Hình ảnh điện cực pH thủy tinh

3.4. Sử dụng máy đo pH điện tử

Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi để đo độ pH. Hiện nay, máy đo pH được chia làm 2 loại:

– Máy đo pH đất: Là loại bút chuyên đo độ pH của nhiều loại đất khác nhau để xác định loại đất nào phù hợp và loại cây trồng tương ứng với loại đất đó.

– Máy đo pH nước: Là loại bút dùng để đo pH dung dịch. Đây là cách được sử dụng rộng rãi nhất để đo độ kiềm trong dung dịch.

– Cách sử dụng: Tháo nắp > bật nguồn > chọn chế độ > nhúng bút vào nước cần đo để che vạch giới hạn > đợi đến khi hiện kết quả > đọc kết quả.

Máy đo pH điện tử chống nước

– Lợi thế:

+> Kết quả được hiển thị nhanh chóng và chính xác đến chữ số thập phân.

+> Chạy bằng pin sạc hoặc pin than.

+> Kích thước nhỏ gọn, dễ vận chuyển, có thể mang theo bên mình.

+> Có khả năng nổi trên mặt nước nên người dùng yên tâm hơn khi sử dụng.

– Nhược điểm

+>Độ chính xác thấp hơn so với sử dụng máy đo pH.

3.5. Sử dụng máy đo pH

Máy đo pH là thiết bị đo pH tốt nhất hiện nay. Các loại máy đo pH hiện nay xác định giá trị pH đến 2 chữ số thập phân. Các loại máy đo pH:

– Máy đo pH để bàn: Chuyên dùng trong phòng thí nghiệm, tự động bù nhiệt độ và tự động hiệu chuẩn và có thể đo được nhiều thông số hơn.

– Máy đo pH cầm tay: Với những loại máy này, người ta có thể thao tác nhanh chóng vì máy được thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt trong mọi thao tác đo.

Hình ảnh máy đo pH để bàn

– Lợi thế

+> Máy có thang đo rộng, ngay cả những mẫu khó đo bằng phương pháp thông thường vẫn có thể đo được bằng thiết bị này như xác định chính xác nồng độ pH của mọi loại dung dịch, đồ uống, máu hay nguồn nước.

+> Máy có thể được hiệu chuẩn bằng dung dịch chuẩn một cách dễ dàng.

+> Mọi thao tác đều tự động và kết quả được hiển thị trên màn hình hoặc lưu trữ trên máy tính.

– Nhược điểm

+>Giá thành của máy đo pH khá cao.

>>> MÁY ĐO ĐỘ PH CẦM TAY/ ĐỂ BÀN

4. Địa chỉ phân phối máy đo pH tốt nhất Hà Nội

LabTrường Chu Văn An hiện là đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực nhập khẩu và phân phối các loại dụng cụ, thiết bị phòng thí nghiệm, trong đó có máy đo pH và được nhiều khách hàng đánh giá là địa chỉ có giá bán hợp lý nhất thị trường.

Một số loại máy đo pH tại Labvietchem

– Máy đo pH phô mai chuyên nghiệp Hanna

– Máy đo pH để bàn độ phân giải 0.01 Hanna

– Máy đo pH/mV/nhiệt độ với độ phân giải 0,001 Hanna

– Máy đo pH/nhiệt độ cho sản phẩm sữa Hanna

– Máy đo pH/nhiệt độ dạng bút Trans Instruments

Một số loại máy đo pH tại Labvietchem

Trên đây là những thông tin LabTrường Chu Văn An muốn chia sẻ tới các bạn “Nồng độ pH là gì? Cách tính và đo nồng độ pH?”. Để biết thêm thông tin chi tiết về các loại máy đo pH tại LabTrường Lê Hồng Phong, vui lòng truy cập website labvietchem.com.vn hoặc gọi tớiHotline 1900 2639 để các chuyên gia của chúng tôi có thể tư vấn và hỗ trợ tốt nhất.

Xem thêm:

• Sử dụng máy đo pH trong phòng thí nghiệm cực kỳ đơn giản
• Mua giấy lọc phòng thí nghiệm Whatman ở đâu đảm bảo chất lượng?