Sensor de pH: Sonda de qualidade da água

Por que medir o pH?

O pH é uma medida da acidez ou alcalinidade da água. A água com pH menor que sete é ácida; a água com pH maior que sete é alcalina (básica). O pH da água é determinado pelos sais ativos de pH dissolvidos. Por exemplo, a dissolução de hidróxido de sódio em água pura aumentará o pH porque o íon hidróxido é uma base que atua no pH, e a dissolução de sulfeto de hidrogênio em água pura diminuirá o pH porque o íon hidrogênio é um ácido que atua no pH. No entanto, a dissolução do cloreto de sódio na água não alterará o pH porque nem o sódio nem o cloreto são íons ativos no pH.

O pH da água determina a forma dos sais dissolvidos e ativos no pH. Suponha, por exemplo, que um fertilizante à base de amônia flua para um rio por meio do escoamento da chuva. Se o pH do rio estiver abaixo de nove, a maioria das espécies de amônia presentes estará na forma de amônia, NH3. Se o pH do rio estiver acima de nove, a maioria das espécies de amônia presentes estará na forma de amônio, NH4+. Isso é importante porque a amônia é tóxica para a biota, enquanto o amônio pode ser um nutriente para a biota.

O pH também determina a solubilidade dos metais na água. Metais como o ferro e o cromo são mais solúveis em pH baixo e, portanto, mais disponíveis para serem absorvidos por peixes e outros organismos biológicos. Em um pH alto, os metais são menos solúveis e têm maior probabilidade de ficarem presos aos sedimentos do que disponíveis para a biota.

Mudanças nas tendências de pH de longo prazo podem indicar a necessidade de um estudo químico mais detalhado da água e de suas fontes de contaminação.

Como o pH é medido?

O pH é medido com um sensor de pH e um eletrodo de referência. O sensor de pH é um pequeno bulbo de vidro preenchido com um eletrólito de pH conhecido. Se o pH da água da amostra for diferente do pH do eletrólito, será criada uma tensão no bulbo de vidro. Essa tensão muda de forma previsível com o pH da água de amostra e é medida por meio do eletrodo de referência. O eletrodo de referência contém um eletrólito separado da água da amostra não por um bulbo de vidro, mas por um material microporoso, geralmente Teflon, que permite que o eletrólito entre em contato com a água sem ser rapidamente diluído por ela.

Há dois tipos de eletrodos de referência encontrados em instrumentos de qualidade da água. O primeiro emprega um pequeno volume de eletrólito “gelificado” de alta viscosidade. Os eletrodos de referência de eletrólito gelificado não exigem a substituição periódica do eletrólito. No entanto, eles devem ser substituídos aproximadamente uma vez por ano ou com mais frequência, pois o usuário não pode substituir o eletrólito.

O segundo tipo de eletrodo de referência emprega um grande volume de eletrólito de baixa viscosidade (não gelificado). A “junção de fluxo” resultante normalmente estabelece uma medição mais estável do que os eletrodos de referência de eletrólito gelificado, especialmente à medida que o eletrólito gelificado envelhece. O eletrólito de junção de fluxo requer um novo eletrólito a cada dois meses, aproximadamente. No entanto, o reabastecimento do eletrólito significa que você não precisa substituir todo o eletrodo de referência (como acontece com os modelos de eletrólito gelificado).

O eletrodo de referência usado para medição de pH pode facilitar simultaneamente as medições com eletrodos de ORP e eletrodos seletivos de íons (ISEs).

Os sensores de pH são normalmente calibrados com padrões disponíveis comercialmente, chamados de tampões de pH. Você pode escolher a calibração de pH de dois ou três pontos. As calibrações de dois pontos usam um tampão sete (neutro) e um segundo tampão cujo valor é próximo ao das águas que você pretende monitorar, normalmente um tampão quatro (ácido) ou um tampão dez (básico). Se estiver medindo em águas cujo pH pode variar significativamente acima e abaixo de sete, você pode aumentar ligeiramente a precisão da medição com uma calibração de três pontos usando tampões sete, quatro e dez.