ความเป็นกรด-เบส
หรือค่าพีเอช
Acids and Bases
pH of Water
pH
เป็นค่าที่บอกปริมาณของกรดที่ปนอยู่ในน้ำ ค่าพีเอชมีอิทธิพลต่อปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในน้ำ น้ำบริสุทธิ์ที่ปราศจากสิ่งปนเปื้อน (และต้องไม่สัมผัสกับอากาศด้วย) จะมีค่าพีเอชเท่ากับ 7 น้ำซึ่งมีสิ่งเจือปนอยู่ด้วยอาจจะมีค่าพีเอชเท่ากับ 7 ได้ ถ้าน้ำนั้นมีกรดและเบสอยู่ในปริมาณที่เท่ากันและสมดุลกัน ถ้าน้ำมีค่าพีเอชต่ำกว่า 7 แสดงว่า น้ำนั้นมีปริมาณกรดอยู่มากเกินจุดที่สมดุล แต่ถ้ามีค่าพีเอชมากกว่า 7 แสดงว่าในน้ำนั้นมีเบสมากเกินจุดที่สมดุล
โดยธรรมชาติแล้ว น้ำฝนที่ไม่มีสิ่งปนเปื้อนจะมีค่าพีเอชอยู่ระหว่าง 5 – 6 ดังนั้นแม้ว่าน้ำฝนที่ตกในบริเวณที่มีภาวะมลพิษน้อยที่สุดบนพื้นโลก ก็ยังคงมีส่วนเป็นกรดอยู่นั่นเอง ทั้งนี้เนื่องจากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศสามารถละลายได้ในหยดน้ำฝน น้ำกลั่นที่สัมผัสกับอากาศก็จะมีค่าพีเอชประมาณ 5 – 6 เช่นกัน ฝนกรดส่วนใหญ่มักจะมีค่าพีเอชประมาณ 4 แต่ถ้าเป็นหมอกในเขตเมืองอาจจะมีค่าพีเอชต่ำกว่า 2 ก็ได้ น้ำในทะเลสาบและลำธารส่วนใหญ่จะมีค่าพีเอชอยู่ระหว่าง 6.5 – 8.5 เราอาจจะพบน้ำซึ่งมีสภาพเป็นกรดเองโดยธรรมชาติในบริเวณที่มีสินแร่บางชนิดอยู่ในดิน (เช่น ซัลไฟด์) การทำเหมืองแร่อาจจะมีสินแร่บางอย่างที่ทำให้เกิดกรดถูกปล่อยลงสู่แหล่งน้ำเช่นเดียวกัน น้ำที่มีสภาพเป็นเบสเองโดยธรรมชาติมักจะพบเฉพาะในดินที่มีสินแร่บางชนิดปนอยู่มาก เช่น ปูนขาว หรือหินปูน
ค่าพีเอชในน้ำจะมีอิทธิพลสูงต่อสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในแหล่งน้ำนั้น กบ และสัตว์ครึ่งน้ำครึ่งบก มักจะไวต่อน้ำที่มีค่าพีเอชต่ำๆ แมลง สัตว์ครึ่งน้ำครึ่งบก และปลา จะไม่สามารถดำรงชีวิตในแหล่งน้ำที่น้ำมีค่าพีเอชต่ำกว่า 4 ได้การตรวจวัดค่าพีเอชสามารถทำได้หลายวิธี เช่น ใช้กระดาษวัดค่าพีเอช (pH Paper) ปากกาวัดค่าพีเอช (pH Pen) เครื่องมือวัดค่าพีเอช (pH Meter) ซึ่งในกิจกรรมนี้จะตรวจวัดค่าพีเอช โดยใช้ปากกาวัดค่าพีเอช และเครื่องวัดค่าพีเอช ซึ่งจะแสดงค่าที่ถูกต้องแม่นยำมากกว่าการใช้กระดาษวัดค่าพีเอช
วิธีการตรวจวัด
ต้องมีการวัดค่าการนำไฟฟ้าก่อนตามคำแนะนำในบรรจุภัณฑ์ ถ้าค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่า (<) 200 μS / cm ให้เตรียมตัวอย่างโดยใช้ขั้นตอนที่ 1 และ 2 แล้วเพิ่มเม็ดเกลือหนึ่งครั้งจนกว่าค่าการนำไฟฟ้าจะมากกว่า (>) 200 μS/cm
โดยใช้กระดาษวัดค่าพีเอช
1. ล้างบีกเกอร์ขนาด 50 หรือ 100 มิลลิลิตร ด้วยน้ำตัวอย่างอย่างน้อย 2 ครั้ง
2. เติมน้ำตัวอย่างลงไปประมาณครึ่งหนึ่งของบีกเกอร์
3. จุ่มปลายข้างหนึ่งของกระดาษวัดค่าพีเอชลงในน้ำตัวอย่าง นาน บรรจุภัณฑ์กระดาษวัดค่าพีเอช (ประมาณ 1 นาที)
4. ยกกระดาษวัดค่าพีเอชออกจากน้ำตัวอย่าง และเปรียบเทียบกับตารางเทียบสีที่อยู่หลังกล่องกระดาษวัดค่าพีเอชนั้น
5. บันทึกค่าที่อ่านได้ลงในใบงานบันทึกข้อมูล
6. ทดลองซ้ำตามวิธีการในข้อ 1 – 5 อย่างน้อย 2 เพื่อควบคุมคุณภาพการตรวจวัดและค่าพีเอชที่วัดได้ จากน้ำตัวอย่างเดียวกันนั้นจะต้องต่างกันไม่
โดยใช้ปากกาวัดค่าพีเอช หรือเครื่องวัดค่าพีเอช
1. ล้างหัวอิเล็กโทรดและบริเวณรอบๆ ด้วยน้ำกลั่น ซับให้แห้งด้วยกระดาษเช็ดหน้า
2. ล้างบีกเกอร์ขนาด 100 มิลลิลิตร ที่สะอาดและแห้งด้วยน้ำตัวอย่าง ล้างบีกเกอร์ ด้วยน้ำตัวอย่างอย่างน้อย 2 ครั้ง แล้วเติมน้ำตัวอย่าง 50 มิลลิลิตร
3. จุ่มแท่งอิเล็กโทรดลงในน้ำตัวอย่างและต้องแน่ใจว่าส่วนหัวของอิเล็กโทรดจมอยู่ในน้ำ และควรหลีกเลี่ยงมิให้แท่งอิเล็กโทรดจมลงมากเกินไป
4. กวนเบาๆ ด้วยแท่งอิเล็กโทรดและรอจนกระทั่งตัวเลขที่ปรากฏบนหน้าจอปากกาวัดค่าพีเอช หรือเครื่องวัดค่าพีเอชคงที่ (นานประมาณ 2-3 นาที)
5. อ่านค่าพีเอชแล้วบันทึกลงในใบบันทึกข้อมูล
6. ทดลองซ้ำตามวิธีการในข้อ 1 – 5 อย่างน้อย 2 ครั้ง เพื่อควบคุมคุณภาพการตรวจวัดและค่าพีเอชที่วัดได้ จากน้ำตัวอย่างเดียวกันนั้นจะต้องต่างกันไม่เกิน 0.2
7. คำนวณค่าเฉลี่ยโดยเฉลี่ยแล้วบันทึกลงในใบบันทึกข้อมูล
8. ล้างหัวอิเล็กโทรดด้วยน้ำกลั่น ซับให้แห้งด้วยกระดาษเช็ดหน้า ปิดฝาครอบหัวอิเล็กโทรดแล้วปิดเครื่อง
Acidity or pH is a measure of the amount of acid in the water. The pH affects most of the chemical reactions that occur in water. Pure water without contamination (that has not been exposed to air) will have a pH value of 7, the water containing impurities can have a pH value of 7 if there is the same amount of acid and base. If the pH is lower than 7, the water is more acidic. If the pH value is greater than 7, it indicates that the water is more basic than the equilibrium point.
In nature, uncontaminated rainwater will have a pH value of between 5 and 6, so even if rainfall falls in the least polluted area on the earth, it is an acid. This is because the carbon dioxide from the air is dissolved in the rain drops. Distilled water that is exposed to the air will have a pH value of about 5 - 6 as well. Most precipitation usually has an acidic pH of about 4, but city fog may have a pH value of less than 2. Most of the lakes and streams have a pH value of between 6.5 and 8.5. We may find water that is naturally acidic in the presence of some ores in the soil (eg, sulfide). Mining produces some ores that makes it acidic. Gill acid was released into the water as well. Naturally occurring basic water is usually found only in soils with some types of ores, such as lime or limestone.
The pH in the water will have a high influence on the organisms in the water. Frogs and amphibians are sensitive to water with low pH, insects, semi-aquatic animals and fish cannot live in water sources with pH below pH 4. PH can be measured using pH paper, a pH Pen, or a pH meter. A pH meter will display more accurate values than pH measurement paper.
Measurement method
Electrical conductivity must be measured first following the instructions on the probe packaging. If the conductivity is less than (<) 200 µS/cm, prepare the sample using steps 1 and 2, then add one granule of salt until the conductivity is greater than (>) 200 µS/cm.
Using pH measuring paper.
1. Wash the beaker 50 or 100 ml with sample water at least 2 times.
2. Add sample water to fill the beaker halfway.
3. Dip one end of the paper, measure pH in the sample water as specified by the pH paper package (approximately 1 minute).
4. Lift the measuring paper out of the sample water. Compare the color with the chart included in the box to find the pH value
5. Save the value to your log.
6. Repeat steps 1 to 5 at least 2 times to control the measured quality and pH values. The same sample must not have differing values.
Using pH measuring pen or pH meter
1. Rinse the electrode head and the area around it with distilled water to dry with paper towels.
2. Clean 100 ml beaker with distilled water and dry. Wash the beaker with sample water 2 times. Then add 50 ml of water.
3. Dip the electrode rod into the sample water and ensure that the electrode head is submerged in water. Avoid excessive electrode sticking.
4. Stir gently with the electrode rod and wait until a constant number appears on the screen. (approximately 2-3 minutes).
5. Read the pH value and write it on your record sheet.
6. Repeat steps 1 to 5 at least 2 more times to control the measured quality and pH values. The same sample must not have differing values by more than 0.2.
7. Calculate the average then write it on your record sheet.
8. Rinse the electrode with distilled water. Dry with paper towels. Close the electrode cover and turn it off.
