पीएच सेंसर: जल गुणवत्ता जांच

पीएच क्यों मापें?

पीएच पानी की अम्लता या क्षारीयता का माप है। सात से कम पीएच वाला पानी अम्लीय होता है; सात से अधिक पीएच वाला पानी क्षारीय (बेसिक) होता है। पानी का पीएच घुले हुए, पीएच-सक्रिय लवणों द्वारा निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, शुद्ध पानी में सोडियम हाइड्रॉक्साइड को घोलने से पीएच बढ़ जाएगा क्योंकि हाइड्रॉक्साइड आयन एक पीएच-सक्रिय आधार है, और शुद्ध पानी में हाइड्रोजन सल्फाइड को घोलने से पीएच घट जाएगा क्योंकि हाइड्रोजन आयन एक पीएच-सक्रिय अम्ल है। हालांकि, पानी में सोडियम क्लोराइड को घोलने से पीएच में कोई बदलाव नहीं आएगा क्योंकि न तो सोडियम और न ही क्लोराइड पीएच-सक्रिय आयन है।

पानी का पीएच घुले हुए, पीएच-सक्रिय लवणों के रूप को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि अमोनिया-आधारित उर्वरक वर्षा अपवाह के माध्यम से नदी में बहता है। यदि नदी का पीएच नौ से कम है, तो मौजूद अधिकांश अमोनिया प्रजातियाँ अमोनिया, NH3 के रूप में होंगी। यदि नदी का पीएच नौ से ऊपर है, तो मौजूद अधिकांश अमोनिया प्रजातियाँ अमोनियम, NH4+ के रूप में होंगी। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि अमोनिया बायोटा के लिए विषाक्त है, जहाँ अमोनियम बायोटा के लिए पोषक तत्व हो सकता है।

पीएच पानी में धातुओं की घुलनशीलता भी निर्धारित करता है। लोहा और क्रोमियम जैसी धातुएँ कम पीएच पर अधिक घुलनशील होती हैं, और इसलिए मछलियों और अन्य जीवों द्वारा ग्रहण किए जाने के लिए अधिक उपलब्ध होती हैं। उच्च पीएच पर, धातुएँ कम घुलनशील होती हैं, और जीवों के लिए उपलब्ध होने की तुलना में तलछट में बंध जाने की अधिक संभावना होती है।

दीर्घकालिक पीएच प्रवृत्तियों में परिवर्तन जल और उसके प्रदूषण स्रोतों के अधिक विस्तृत रासायनिक अध्ययन की आवश्यकता का संकेत दे सकता है।

पीएच कैसे मापा जाता है?

पीएच को पीएच सेंसर और संदर्भ इलेक्ट्रोड से मापा जाता है। पीएच सेंसर एक छोटा, कांच का बल्ब होता है जो ज्ञात पीएच के इलेक्ट्रोलाइट से भरा होता है। यदि सैंपल पानी का पीएच इलेक्ट्रोलाइट से अलग है, तो कांच के बल्ब में एक वोल्टेज बनाया जाता है। वह वोल्टेज सैंपल पानी के पीएच के साथ अनुमानित रूप से बदलता है और संदर्भ इलेक्ट्रोड के माध्यम से मापा जाता है। संदर्भ इलेक्ट्रोड में एक इलेक्ट्रोलाइट होता है जो सैंपल पानी से कांच के बल्ब से नहीं, बल्कि एक सूक्ष्म छिद्रपूर्ण सामग्री, अक्सर टेफ्लॉन द्वारा अलग किया जाता है, जो इलेक्ट्रोलाइट को पानी से जल्दी से पतला किए बिना पानी से संपर्क करने की अनुमति देता है।

जल-गुणवत्ता उपकरणों में दो प्रकार के संदर्भ इलेक्ट्रोड पाए जाते हैं। पहले में उच्च चिपचिपाहट, “जेल्ड” इलेक्ट्रोलाइट की एक छोटी मात्रा का उपयोग किया जाता है। जेल-इलेक्ट्रोलाइट संदर्भ इलेक्ट्रोड को इलेक्ट्रोलाइट के आवधिक प्रतिस्थापन की आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, उन्हें लगभग एक वर्ष में एक बार या अधिक बार बदलना होगा क्योंकि उपयोगकर्ता इलेक्ट्रोलाइट को बदल नहीं सकता है।

दूसरे प्रकार के संदर्भ इलेक्ट्रोड में कम-चिपचिपापन (अन-जेल्ड) इलेक्ट्रोलाइट की बड़ी मात्रा का उपयोग किया जाता है। परिणामस्वरूप “फ्लोइंग-जंक्शन” आमतौर पर जेल-इलेक्ट्रोलाइट संदर्भ इलेक्ट्रोड की तुलना में अधिक स्थिर माप स्थापित करता है, खासकर जब जेल इलेक्ट्रोलाइट पुराना हो जाता है। फ्लोइंग-जंक्शन इलेक्ट्रोलाइट को हर दो महीने या उससे अधिक समय में नए इलेक्ट्रोलाइट की आवश्यकता होती है। हालाँकि, इलेक्ट्रोलाइट को फिर से भरने का मतलब है कि आपको पूरे संदर्भ इलेक्ट्रोड को बदलने की ज़रूरत नहीं है (जैसा कि आप जेल-इलेक्ट्रोलाइट मॉडल के साथ करते हैं)।

पीएच मापन के लिए प्रयुक्त संदर्भ इलेक्ट्रोड, ओआरपी इलेक्ट्रोड और आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड (आईएसई) के साथ मापन को एक साथ सुगम बना सकता है।

पीएच सेंसर को आमतौर पर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध मानकों के साथ कैलिब्रेट किया जाता है, जिन्हें पीएच बफर कहा जाता है। आप दो या तीन-बिंदु पीएच अंशांकन चुन सकते हैं। दो-बिंदु अंशांकन में सात (तटस्थ) बफर और एक दूसरा बफर का उपयोग किया जाता है जिसका मान उस पानी के करीब होता है जिसे आप मॉनिटर करना चाहते हैं, आमतौर पर चार बफर (अम्लीय), या दस बफर (बेसिक)। यदि आप ऐसे पानी में माप कर रहे हैं जिसका पीएच सात से काफी ऊपर और नीचे हो सकता है, तो आप सात, चार और दस बफर का उपयोग करके तीन-बिंदु अंशांकन के साथ अपनी माप सटीकता को थोड़ा बढ़ा सकते हैं।