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博士忠祺彼 - アメリカ合衆国農務省のソース: 研究室
酸と塩基は、プロトン (H+) と水酸化物イオン (オハイオ州-) をそれぞれ寄付することができる物質です。彼らは化学物質を記述する 2 つの極端が。酸と塩基を混合することができますアウトをキャンセルしたり、極端な効果を中和します。酸性でも基本的な物質は、中立です。ほとんどのソリューションのためのプロトンの濃度 ([H+]) の値が不便な小さなと比較することは困難より実用的な量、pH、導入されています。pH はもともと陽子のモル濃度の逆数の常用対数として定義された
、水素イオン活量の逆数の常用対数に更新されましたが、 
。前の定義は、今、時折 p [H] として表されます。P [H] と pH の違いは非常に小さいです。それはずっとその pH を記載 = p [H] + 0.04。それは測定の両方のタイプの 'pH' という用語を使用するの一般的です。
PH は 0 から 14 の範囲でスケール通常。強い酸の 1 M 溶液の pH = 0 と強力なベース、pH の 1 M 溶液 = 14。したがって、その範囲外の値が完全に可能、測定された pH 値は範囲 0 に 14 に大抵あるでしょう。純粋な水は pH が中性 = 7。PH は 7 未満は酸性と pH が 7 以上が基本。PH のスケールは対数、pH は無次元量であります。7 以下各全体の pH 値は、10 x より次の整数よりも酸性です。たとえば、4 の pH は 10 x より 5 から 6 の pH よりもより酸性 (10 x 10) x 100 の pH よりも酸性です。7 より基本的な x 10 は、それぞれの上記の pH 値の true (またはアルカリ) を保持する同じ次の下限の全体値より。たとえば、10 の pH は 9 の pH よりもより基本的な x 10 です。
1. pH 校正
2. pH 測定
PH メーターは、酸性または塩基性の水溶液を決定する電気装置、最も一般的パラメーターを監視します。
PH メーターを使用するには、pH 電極をまず測定対象範囲知られている pH 値の標準緩衝液で校正します。PH 測定をするためには、着実な読書に到達するまで、電極は試料溶液に浸漬します。電極は各サンプルの後洗浄し、すべての測定が完了したら、記憶域ソリューションに格納されています。
このビデオは、pH メーターのキャリブレーションし pH 測定を得ると同様、壊れやすい電極の処理に関するいくつかのヒントを提供する方法を実演します。
水に酸またはベースを配置すると、加水分解反応が起こります。ヒドロニウム イオンまたは反応で得られた水酸化物イオンの量は、酸性または塩基性のソリューションを決定します。この重要なプロパティは、一般的は水素イオン、プロトンとして頻繁に短くされるヒドロニウム イオンの濃度により評価されます。ほとんどのソリューションのモル/リットルで表される水素イオン濃度が非常に小さいのでより実用的な量、pH、導入されています。
pH は、水素イオンのモル濃度の負の対数として定義されます。14 0 から pH のスケールの範囲。純粋な水は 7; の pH は中性pH は 7 未満は酸性、pH が 7 以上の場合、基本的です。PH のスケールは対数なので pH の単位減少には酸味の十倍と等しくなります。
だから pH メーターの測定 pH はいかにか。PH 計の重要なコンポーネントは、水素イオン感応電極です。この電極の内溶液には、知られている水素イオン濃度が含まれています。電極は pH が未知の溶液に浸漬し、電気潜在性はテスト溶液中の水素イオン濃度の関数として開発しています。開発ポテンシャルを測定して pH 値に変換できるように、多くの場合 1 つのボディに結合参照電極と共にこの水素イオン感応電極は pH メーターに接続されます。
PH メーターの背後にある理論を理解すると、今、農業の設定での使用を見てみましょう。
PH 測定前に pH メーターを校正します。非常に正確なデータが必要な場合、開始時各日のまたは各測定する前に校正する必要があります。
サンプルの ph の範囲のバッファーを選択します。このデモでは、ph 値が 4、7、および 10 の 3 つのバッファーを pH メーターを校正します。バッファーは、新鮮な未使用、および期限が切れていないことを確認します。
まず、電源ボタンを押すことによって pH メーターに有効します。
次に、ユニットに pH プローブと自動温度補償または ATC プローブを接続します。液晶ディスプレイでは、測定モードは"pH"を確認します。ない場合は、「モード」ボタンを押して"pH"が表示されます。
記憶域バッファーから、pH 電極を取り外します。電極電球を実験中の任意の時点で乾燥しないように注意してください。蒸留水、pH 7 標準バッファーの順で電極をすすいでください。
次に、バッファーの pH 電極を浸します。最良の結果のための磁気バーを使用してバッファーをかき混ぜます。壊れやすい電極を破損しないよう、必ず電極と撹拌棒の間の距離を維持します。
キャリブレーション機能を選択する「CAL(ibration)/MEAS(urement)」ボタンをを押します。7.00 バッファー pH 値を設定します。読み込みが安定しているときは、"ENTER"を押します。主な読書は簡単に点滅します。セカンダリ ディスプレイの残りのバッファーが表示されます。電極は、次の標準的なバッファーを校正する準備が整いました。
前に、まず蒸留水、そして pH 4 標準的なバッファーとして pH 電極をすすいでください。次に、バッファーの電極を配置します。読み込みが安定しているときは、"ENTER"を押します。主な読書点滅簡潔に、残りのバッファーはセカンダリ ディスプレイに表示される前に % の効率、または勾配の表示が続きます。
最後に、pH 10 標準的なバッファーとリンスとキャリブレーションの手順を繰り返します。PH 10.01 べき着実な読書であります。"Enter"を押すし、3 点校正が行われ、メーターが自動的に測定モードに戻ります。
デバイスは、ジャガイモ畑から土壌サンプルをテストするために使用する準備ができました。
徹底的に蒸留水 pH 電極の洗浄によって pH 測定を開始します。優しく余分な水分を削除する組織を洗浄室に電極をしみ。それは静電気の蓄積を引き起こす可能性がある電球を摩擦しないように注意してください。汚染を防ぐために各サンプル間リンス ステップを実行必要があります。
次に、攪拌しながらサンプルに pH 電極を浸し。攪拌速度は校正時と同じをする必要があります。60 未満を取る必要がありますが、安定して読むのために待つ秒ほとんどのサンプルでは、pH 値を記録します。必要な場合は、読書表示を固定する「ホールド」ボタンを押します。ライブ読書を再開するには、もう一度を押します。PH 値は、ボタンの「ミ」(またはメモリ挿入) を押すことでメモリに格納できます。StO、またはメモリの場所値が簡単に表示されます。
残りのすべてのサンプルに対する、前述示されているリンスと測定の手順を繰り返します。すべての測定が完了すると、ストレージ ソリューションでそれを配置する前に徹底的に電極をすすいでください。
この実験では農業分野から複数の土壌サンプルの pH を測定しました。pH には、作物生育, 養分可用性、毒性、および病気の制御を含む多数の効果があります。さまざまな作物は、最適な成長の pH 範囲を持っています。PH を制御することによって収量を増加させながら病を最小限にできます。
土壌は地下水灌漑の有無別のトリミング回転慣行の下で 5 つのジャガイモ畑から採取。地下水かんがいは一貫してすべての 5 つのフィールドの土壌 pH を増加しました。これらのデータは、ジャガイモ畑に石灰の推薦を提供するために不可欠です。
科学の多くの分野では、pH 測定や研究の監視を必要とします。
たとえば、バイオマスをより効率的に使用して植物細胞壁の構造を理解するには、一連の反応を行った木の biomimics を合成する植物細胞壁の構造をよりよく理解することができますように。
最初のステップでは、クラフト パルプ繊維は nanofibrillated セルロースの生成に使用されました。セルロース上のグループを酸化した水酸基と反応混合物の pH が減少しました。
PH は継続的に監視し、水酸化ナトリウムを追加することで調整。アクセス可能なすべての水酸基が酸化すると、pH が変化しなく、反応が完了しました。
この環境研究では、水の流出は、都市景観のシミュレーション施設で解析しました。流出は、地元の川や湖沼の富栄養化に貢献することができる場所に栄養素および沈殿物を運ぶ可能性を秘めてください。
複数プロットの施設が建設されたと流出水が収集されました。その他の成分と一緒に、流出サンプルの pH の定量化を行った。
生命科学研究における pH、また大きな関心の生きている有機体で厳しく規制されています。この例では、蛍光 pH センサーが開発されました。
調整するこれらのセンサーの in vitro、pH 滴定行ったキュベット、センサー溶液の pH は、微小電極を用いて測定した、各 pH における発光スペクトルが得られました。このように、蛍光強度は、較正曲線を生成するために pH に対してプロット可能性があります。
これらのセンサーは、細胞内の pH を測定する使用してしました。
ゼウスの pH メーターを使用して入門を見てきただけ。今、何 pH は、メーターのしくみと 1 つを使用して pH を測定する方法を理解する必要があります。
見てくれてありがとう!
pHメーターは、最も一般的に監視されるパラメータの1つである水溶液の酸性度または塩基性度を決定する電気デバイスです。
pHメーターを使用するには、まず、測定範囲にわたる既知のpH値を持つ標準緩衝液でpH電極を校正します。pH測定を行うには、電極をサンプル溶液に浸漬し、安定した読み取り値に到達します。次に、電極は各サンプルの後にすすぎ、すべての測定が完了した後、保存溶液に保存されます。
このビデオでは、pHメーターの校正方法とpH測定値の取得方法、および壊れやすい電極の取り扱いに関するいくつかのヒントを提供します。
酸または塩基を水に入れると、加水分解反応が起こることがあります。反応で得られるヒドロニウムイオンまたは水酸化物イオンの量によって、溶液の酸性度または塩基性度が決まります。この重要な特性は、一般に、水素イオンまたはプロトンと短縮されることが多いヒドロニウムイオンの濃度によって評価されます。ほとんどの溶液では、水素イオン濃度(1リットルあたりのモル数)は非常に小さいため、より実用的な量のpHが導入されています。
pHは、水素イオンのモル濃度の負の対数として定義されます。pHスケールの範囲は0〜14です。純水はpH7の中性です。pH が 7 未満は酸性で、pH が 7 より大きい場合は塩基性です。pHスケールは対数であるため、pHの単位減少は酸性度の10倍の増加に相当します。
では、pHメーターはどのようにしてpHを測定するのでしょうか?pHメーターの主要コンポーネントは、水素イオン感受性電極です。この電極内の溶液には、既知の濃度の水素イオンが含まれています。電極を未知のpHの溶液に浸すと、試験溶液中の水素イオン濃度の関数として電位が発生します。この水素イオン感受性電極は、しばしば1つの体に組み合わされる参照電極とともにpHメーターに接続されるため、発生した電位を測定してpH値に変換することができます。
pHメーターの背後にある理論を理解したところで、農業環境でのpHメーターの使用を見てみましょう。
pH測定の前に、pHメーターを校正します。キャリブレーションは、毎日の初めに、または非常に正確なデータが必要な場合は各測定前に実行する必要があります。
サンプルのpH値の範囲にまたがるバッファーを選択します。このデモンストレーションでは、pH メーターを pH 4、7、および 10 の 3 つのバッファーで校正します。バッファーが新しく、未使用で、有効期限が切れていないことを確認します。
まず、電源ボタンを押してpHメーターの電源を入れます。
次に、pHプローブと自動温度補償(ATCプローブ)をユニットに差し込みます。LCDディスプレイで、測定モードが「pH」になっていることを確認します。そうでない場合は、「pH」が表示されるまで「MODE」ボタンを押します。
次に、pH電極を保存緩衝液から取り出します。実験中は、電極バルブが乾かないように注意してください。電極を蒸留水ですすいでから、pH 7標準緩衝液ですすいでください。
次に、pH電極を緩衝液に浸します。最良の結果を得るために、磁気バーでバッファーを攪拌します。壊れやすい電極を壊さないように、電極と攪拌バーとの間に距離を保ってください。
「CAL(ibration)/MEAS(urement)」ボタンを押して、キャリブレーション機能を選択します。緩衝液のpH値を7.00に設定します。読み取りが安定したら、「ENTER」を押します。一次読み取りが一瞬点滅します。次に、セカンダリ ディスプレイに残りのバッファーが表示されます。これで、電極を次の標準バッファーで校正する準備が整いました。
前と同じように、最初に蒸留水でpH電極をすすぎ、次にpH 4標準緩衝液ですすいでください。次に、電極をバッファーに入れます。読み取りが安定したら、「ENTER」を押します。プライマリ読み取り値が短時間点滅し、その後、効率または傾きのパーセントが表示されてから、残りのバッファがセカンダリディスプレイに表示されます。
最後に、pH 10標準バッファーでリンスとキャリブレーションのステップを繰り返します。安定した読み取り値はpH 10.01である必要があります。「Enter」を押すと、3点キャリブレーションが完了し、メーターは自動的に測定モードに戻ります。
これで、この装置を使用してジャガイモ畑の土壌サンプルを試験する準備が整いました。
pH電極を蒸留水で十分にすすいで、pH測定を開始します。実験室の洗浄ティッシュで電極を静かに拭き取り、余分な水分を取り除きます。電球をこすると静電気が蓄積する可能性があるため、こすらないように注意してください。リンスステップは、汚染を防ぐために各サンプル間で実行する必要があります。
次に、攪拌しながらpH電極をサンプルに浸します。攪拌速度は、キャリブレーション中と同じである必要があります。読み取り値が安定するのを待ち(ほとんどのサンプルで60秒未満)、pH値を記録します。必要に応じて、「HOLD」ボタンを押して読み取り表示をフリーズします。もう一度押すと、ライブリーディングが再開されます。pH値は「MI」を押すことでメモリに保存できますか?(またはメモリ挿入)?ボタンをクリックします。保存されたメモリ位置の値 (StO) が短時間表示されます。
残りのすべてのサンプルについて、前に示したようにすすぎと測定の手順を繰り返します。すべての測定が完了したら、電極を保管溶液に入れる前に十分にすすいでください。
この実験では、農地から採取した複数の土壌試料のpHを測定しました。pHは、栄養素の利用可能性、毒性、病気の制御など、作物の成長に多くの影響を及ぼします。さまざまな作物には、最適な成長のpH範囲があります。pHを制御することで、病気を最小限に抑えながら収量を増やすことができます。
土壌サンプルは、地下水灌漑の有無にかかわらず、異なる輪作法の下で5つのジャガイモ畑から収集されました。地下水灌漑は、5つの畑すべてで一貫して土壌pHを上昇させました。これらのデータは、ジャガイモ畑の石灰散布の推奨事項を提供するために不可欠です。
科学の多くの分野では、研究にpH測定やモニタリングが必要です。
例えば、バイオマスをより効率的に利用し、植物の細胞壁の構造をよりよく理解するために、一連の反応を行って木材のバイオミミクスを合成し、植物の細胞壁の構造をより深く理解できるようにしました。
最初のステップでは、クラフトパルプ繊維を使用してナノフィブリル化セルロースを生成しました。反応混合物のpHは、セルロース上の水酸基が酸化されるにつれて低下しました。
pHは、水酸化ナトリウムを添加することにより、継続的に監視および調整されました。アクセス可能なすべてのヒドロキシル基が酸化されると、pHは変化しなくなり、反応が完了しました。
この環境研究では、都市景観を模した施設で水の流出を分析しました。流出は、栄養素や堆積物を地元の小川や湖に運び、富栄養化の一因となる可能性があります。
複数の圃場区画を持つ施設を建設し、流出水を集めました。流出サンプルのpHは、他の化学成分とともに定量されました。
ライフサイエンスの研究では、pHは生体内で厳しく規制されているため、非常に興味深い問題です。この例では、蛍光性pHセンサーを開発しました。
これらのセンサーをin vitroで校正するために、キュベットでpH滴定を行い、センサー溶液のpHを微小電極で測定し、各pHでの発光スペクトルを取得しました。このようにして、蛍光強度をpHに対してプロットし、検量線を生成することができます。
次に、これらのセンサーを使用して、生細胞のpHを測定しました。
JoVEのpHメーターの使い方の紹介をご覧になりました。これで、pHとは何か、メーターがどのように機能するか、およびメーターを使用してpHを測定する方法を理解できるはずです。
ご覧いただきありがとうございます!
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