pH
Als men over de kwaliteit van het water spreekt, wordt dikwijls ook de pH genoemd.
De pH is zeer belangrijk, omdat bepaalde chemische processen alleen bij een specifieke pH plaats kunnen vinden. Chloor bijvoorbeeld is alleen werkzaam bij een pH tussen de 6,5 en 8.
Wat is de pH?
De pH wordt ook wel de zuurgraad genoemd en is een maat voor de concentratie aan vrije waterstofionen (H+).
De pH is één van de belangrijkste eigenschappen van water. Water is in staat bijna alle ionen op te lossen (in opgeloste vorm vast te houden). De pH is niets anders dan een weegschaal die enkele van de meest eenvoudige en gemakkelijkst op te lossen ionen vergelijkt met elkaar. Een pH meting weegt alleen H+ ionen af tegenover OH- ionen. Staat die verhouding mooi in evenwicht dan zegt men dat het water neutraal is, de pH is dan 7. De pH- waarde varieert van 0 tot 14. Wanneer de pH van een stof lager is dan 7, is die zuur; is die hoger dan 7, dan is de stof basisch (alkalisch).
De pH is een logaritmische waarde: als iets 10 x zuurder is (10 maal meer vrije waterstofionen), wordt het pH-getal één eenheid lager. Is een stof 100 maal zo zuur dan daalt de pH met twee eenheden. Een vloeistof met een pH van 4,5 is derhalve 100 maal zuurder dan een vloeistof met een pH van 6,5.
| De naam "pH" (kleine "p", grote "H") is de afkorting van "pondus Hydrogenium". Letterlijk betekent dit "gewicht van waterstof". De pH geeft dus een idee over de hoeveelheid waterstofprotonen. Het is niets anders dan de afspraak: ‘Water bestaat uit H+ protonen en OH- ionen. Bij zuiver water (neutraal), zijn er evenveel H+ als OH- ionen aanwezig.’Wanneer er meer H+ protonen zijn dan spreken we van een "zuur". Een overwicht van OH- ionen noemen we een base. Er wordt geen eenheid gebruikt om de pH uit te drukken! | | Wist u dat... de pH van Coca-Cola ongeveer 2 is?Wist u dat... het geen zin heeft om de pH van osmose- of demiwater te meten? In beide zijn geen bufferende ionen aanwezig, waardoor de pH zowel 4 als 12 kan zijn. Noch osmose-, noch demiwater mogen in zuivere vorm worden gebruikt. Ze worden steeds gemengd! |
Meetmethoden om de pH te bepalen:
De methode met lakmoespapier is een zeer oude methode die berust op een kleurverandering van een strookje papier. Het moet kortstondig ondergedompeld worden en daarna lees je de pH-waarde af. Deze methode is niet geschikt om waarden tussen de pH-eenheden te onderscheiden. Een variant op lakmoespapier vormen de teststrips die in staat zijn om halve waarden te onderscheiden.
De methode met de druppels of kleuromslagmethode is een veel nauwkeurigere methode. Hier kan met de nodige kleurschalen per 2 tienden geëxtrapoleerd worden. Dergelijke methoden zijn natuurlijk niet geschikt om "on line" een pH-waarde te volgen in de loop van de tijd.
De pH-elektrode.
Dit is een glazen buisje (tegenwoordig ook kan het ook van onbreekbaar epoxy gemaakt zijn) uitgevoerd als insteekelement en voorzien van een al of niet verwijderbare kabelaansluiting. Een stekker (die niet standaard is voor alle pH-elektroden) verbindt de elektrode aan de pH-meter.
Binnenin de elektrode bevindt zich een speciale vloeistof.
De vulvloeistof is meestal "3M Kalium Chloride". In sommige elektroden is deze vloeistof vervangen door een gel met dezelfde eigenschappen.
Daarin bevinden zich zilveren en platina draadjes. Dit is een redelijk kwetsbaar systeem, omdat men onderaan een membraan heeft aangebracht. Door dit speciale membraan kunnen de H+ en OH- ionen vrij binnendringen. Deze H+ en OH- ionen geven door het membraan, een klein positief potentiaal (gelijkspanning) af aan de uiteinden van de pH-elektrode. De OH- ionen geven een negatief potentiaal af. Oftewel de spanning is recht evenredig met de concentratie van de H+ ionen. Per pH-eenheid ontstaat er ongeveer 58 millivolt (0,058 Volt). Deze spanning is ook afhankelijk van de temperatuur van de elektrode, en dus van de temperatuur van het water.
Zuren en basen
Wanneer een zuur in water (H2O) terecht komt, geeft het een H-atoom op aan het water. Hoe meer van deze ionen, hoe zuurder iets is, en hoe lager de pH. Daartegenover staat hoe minder van die ionen, hoe minder zuur iets is, en hoe hoger de pH.
Wanneer een base in water komt, geeft het OH- (hydroxide) op aan het water. Hierdoor wordt het water minder zuur.
Zuren in het water splitsen zich in ionen, het positieve ion is waterstof (H+). Wanneer bijvoorbeeld zoutzuur (HCl) met water wordt gemixt, scheidt het zich in positief waterstof (H+) en negatief chloor (Cl-). Waterstof (H+) reageert met water om hydronium (H3O+) te maken.
Basen splitsen zich in het water ook op in ionen, het negatieve ion is hydroxide (OH-). Wanneer bijvoorbeeld de base natriumhydroxide (NaOH) met water wordt gemixt, splitst het zich in het positieve natrium (Na+) en in negatief hydroxide (OH-).
Sterke zuren geven meer protonen (de positief geladen deeltjes van een atoom) op en basen geven meer hydroxide OH- op. Neutrale stoffen hebben een evenwicht in het aantal protonen en OH-.
Hieronder vindt u een lijst van producten en hun pH: pH | Stof | Base | | | | | | | | | | | | | 14,0 | Natrium Hydroxide | | | | | | | | | | | | | 13,0 | Lye | | | | | | | | | | | | | 12,4 | Kalk (Calcium hydroxide) | | | | | | | | | | | | | 11,0 | Ammoniak | | | | | | | | | | | | | 10,5 | Melk of Magnesium | | | | | | | | | | | | | 8,3 | Bakpoeder | | | | | | | | | | | | | 7,4 | Menselijk bloed | | | | | | | | | | | | | 7,0 | Puur Water | Neutraal | | | | | | | | | | | | | 6,6 | Melk | Zuur | | | | | | | | | | | | | 4,5 | Tomaten | 4,0 | Wijn & Vlees | 3,0 | Appels | 2,2 | Azijn | 2,0 | Citroen sap | 1,0 | Batterij Zuur | 0 | Zout zuur |
Click hier voor meer informatie over het verband van de pH en de temperatuur van demiwater Bronnen: http://www.miamisci.org/ph/hoh.html
http://www.ping.be/aquariumgids/techniek/pHmeter.html
http://www.agriton.nl/agriph.html#P
Zie ook onze uitgebreide Waterbegrippenlijst of ga terug naar het FAQ water overzicht Als u nog meer vragen heeft, kunt u altijd met ons contact opnemen |
