Herhangi bir çözeltideki H+ (hidrojen iyonu) ve OH- (hidroksil iyonu) sayısını belirleyen ölçeğe pH denir.
pH, 0-14 sayıları arasındaki rakamlarla ifade edilmektedir. Buna göre 0-6 arasındaki değerler asidik, 7 nötr ve 8-14 arasındaki değerler ise bazik çözelti ve maddeleri ifade eder.
Şekil 1.1: pH çizelgesi
Asidik ve bazik özellik gösteren maddeler, içindeki H+ ve OH iyonlarının yoğunluğuna göre kuvvetli ya da zayıf asit ve baz olmak üzere de sınıflandırılır. Bu ayrımın temeli onların su içindeki çözünürlükleridir. Su içinde tamamen veya tamamına yakını çözünen asitler kuvvetli asit, bazlar ise kuvvetli baz olarak adlandırılmaktadır. Zayıf asit ve bazların sadece bir kısmı suda çözünür.
Aşağıda bazı kuvvetli ve zayıf asit-bazlara örnekler verilmiştir.
- Kuvvetli asit: HClO4 (perklorik asit), HCl (hidroklorik asit), HNO3 (nitrik asit), H2SO4 (sülfürik asit)
- Kuvvetli baz: NaOH (sodyum hidroksit), KOH (potasyum hidoksit), Sr(OH)2, Ba(OH)2 (baryum hidoksit) Zayif asit: HF (hidrojen florür), HCN (hidrosiyonik asit), H3PO4 (fosforik asit)
- Zayif baz: NH3 (amonyak), Mg(OH)2 (magnezyum hidroksit), Na2CO3 (sodyum karbonat)
Bir kimyasal madde içindeki H+ oranı OHoranından fazla ise çözelti asidik, H + oranı OH oranından az ise çözelti bazik özellik gösterir. H+ ve OH- miktarı birbirine eşit ise çözelti nötr özellik gösterir.
Çözeltilerin asitlik ve bazlık değerinin ölçümlerinde pH kâğıdı ya da pH metre kullanılır.
pH Kâğıdı ile Ölçme
Yaklaşık bir pH belirlemesi, pH seviyesi değiştikçe değişik renk alan pH kâğıtları ile elde edilebilse de doğruluklarında sınırlamalar vardır. Ağartma, boyar madde çözeltileri ve dispersiyonların pH ölçümlerinde pH kâğıtları kullanılamaz. Yükseltgen ve indirgen maddelerin pH kâğıdının rengini etkilemesi, boyar madde çözeltilerinde ise boyar maddenin pH kâğıdını boyaması sonucu doğru ölçümler yapılamaz. Bu durumlarda çözelti veya dispersiyonun pH‟ı, pH metre ile ölçülmelidir. Fiyatının düşük olmasından dolayı basit pH ölçümlerinde yaygın olarak kullanılır.
Sekil 1.3: pH kâğıdındaki pH değerleri
pH kâğıtlarında indikatör boya test kâğıdına kovalent bağlarla bağlanmıştır. Dolayısıyla indikatör boya kâğıda sabitlenmiştir. Analiz sırasında kâğıttan akmaz. pH‟ı bakılacak olan çözeltinin içerisine küçük bir manyetik balık atılarak manyetik karıştırıcıda yavaşça karıştırılır.
pH kâğıdı dikkatlice çözeltinin içerisine daldırılır ve kâğıt üzerinde renk değişimi tamamlanıncaya kadar bir süre beklenir. Çözeltiden çıkarılan renk değişimine uğramış pH kâğıdındaki renkler pH kâğıtlarının içinde bulunduğu kutu üzerindeki renklerle kararlaştırılır. Sonuç oluşan renk değerlerine göre belirlenir.
pH Metre
Resim 1.4: pH metre çeşitleri
Çözeltilerin pH‟ını elektrokimyasal değişim esasına göre ölçen aygıtlardır Herhangi bir çözeltinin pH‟ı kontrol edilmeden önce pH metrenin öncelikle kalibrasyonu yapılmalıdır. Eğer asidik bölgede çalışılacaksa pH 4 ve pH 7 tamponlarıyla, bazik bölgede çalışılacaksa pH 7 ve pH 10 tamponları kullanılarak cihazın kalibrasyonu yapılır. Cihazın kalibrasyonu için elektrot önce saf su ile temizlenir. Tampon çözeltiye elektrot daldırılır. Dijital ekrandan pH değeri okunur. pH metreden tampon çözeltinin pH‟ı okunur. İkinci tampon çözelti ile de aynı işlem yapılır. Bulunan pH değerleri ile tampon çözeltinin pH‟ları aynı ise pH ölçme işlemi yapılır.
Kalibrasyonu yapılan pH metrenin elektrodu saf su ile iyice yıkanıp kurutulur. pH ölçümü yapılacak çözelti bir behere konur. pH‟ı bakılacak olan çözeltinin içine küçük bir manyetik balık atılarak manyetik karıştırıcıda yavaşça karıştırılır. Elektrot dikkatlice çözeltinin içerisine daldırılır ve okunan pH‟nın sabit olması için bir süre beklenir. Eğer çözeltinin üzerine herhangi bir asit veya baz çözeltisi eklenecekse ekleme işleminden sonra çözeltinin bir süre karışması beklenir ve yine karışırken elektrot daldırılarak sabit bir değer okunana kadar beklenir. Elektrodun ucunun çözeltinin tam dibine değmemesine dikkat edilmelidir. Çözeltinin pH‟ı en az üç kez ölçülmelidir. Ölçülen ilk değer dikkate alınmaz. Diğer iki değerin aritmetik ortalaması çözeltinin pH değeri olur.
Üretici firmanın önerisi de dikkate alınarak pH elektrodu, kullanılmadığı zaman kapakları kapatılmalı ya da saf suda bekletilmelidir. Elektrot çeşme suyunda bekletilmemelidir.