O phmetro é um dispositivo simples e rápido utilizado para medir a acidez e alcalinidade de um fluido. Um medidor de pH funciona como um voltímetro que mede a diferença de potencial elétrico entre um eletrodo de referência e um eletrodo de pH exibindo o resultado em termos de pH de uma solução a qual o eletrodo está imerso.
Figura 1 – Phmetro portátil do fabricante GHM
O phmetro foi inventado em 1934 pelo médico americano Arnold O. Beckman (1900-2004) com a finalidade de medir a acidez dos limões. O dispositivo original de Beckman foi alojado em uma caixa de madeira de 12 polegadas de largura, 8 centímetros de profundidade e 9 centímetros de altura e era capaz de medir uma corrente elétrica fluindo em um eletrodo de vidro imerso em uma solução. Neste tipo de instrumento, foi a quantidade de corrente que indicou a acidez da solução.
1 – O que é e como funciona?
Embora no passado, os medidores de pH não estivessem facilmente disponíveis, atualmente uma enorme variedade desses instrumentos são utilizados para medir e analisar o solo, água, alimentos, pele e muito mais e devido a sua simplicidade, este instrumento pode ser facilmente manuseado por iniciantes e profissionais.
Estes dispositivos são projetados com dois eletrodos em que um tem a finalidade de detectar íons de hidrogênio e o outro é utilizado como referência.
Enquanto o sensor eletrodo detecta mudanças na voltagem com base na atividade do íon hidrogênio, o eletrodo de referência fornece uma voltagem constante para comparação e correta medição.
A diferença entre as duas tensões é mostrada como um valor de pH pelo medidor sendo que maiores tensões sinalizam níveis de pH ácido e menor tensão sinaliza nível de pH básico.
2 – Por que Utilizar?
Antes que seja usada e consumida efetivamente, é muito importante entender o valor de pH de qualquer substância. Se o valor de pH de uma amostra de solo se encontrar em uma faixa ótima, ele é considerado a mais adequado para o cultivo de trigo e outras culturas, maximizando assim os rendimentos e retornos do solo.
Em outro exemplo, o pH da água da chuva pode ser encontrado mais próximo de 0 que de 7 mostrando assim, uma característica ácida da chuva.
Manter níveis de pH perfeitos e precisos ajuda em várias atividades diárias, como por exemplo manter o leite de forma que ele não fique azedo. Assim, um phmetro desempenha um papel significativo na vida cotidiana, mesmo que não seja explicitamente utilizado por qualquer pessoa no dia a dia.
Os medidores de pH também são empregados em outros campos diversos da indústria química, em processos de purificação de água como osmose reversa, decomposição de cromo hexavalente, galvanoplastia, decomposição de cianeto, neutralização de efluentes em aço, celulose e papel, fabricação farmacêutica, biotecnologia e petroquímica, etc.
No campo industrial o phmetro ajuda a analisar o valor exato do pH de substâncias químicas e produtos de qualidade alimentar, garantindo assim altos níveis de segurança e qualidade.
3 – Phmetro e Calibração
Para ter certeza de que as medições sejam precisas e confiáveis, é preciso realizar a calibração do medidor de pH. Isso geralmente é feito medindo diferentes soluções com valores padronizados e bem definidos e depois ajustando o medidor de pH com base em quaisquer desvios do valor de pH.
A calibração do instrumento para medidores de pH é geralmente realizada de duas maneiras:
1. Calibração de dois pontos – Neste método, um phmetro baseado em microprocessador calcula a inclinação real e o erro de deslocamento para o eletrodo de pH. Com base nessas informações, a equação de mV / pH do medidor é então ajustada para corresponder às características do eletrodo de pH utilizado.
Os dois pontos de calibração abrangem o intervalo de valores a serem medidos. Portanto, esse método também é conhecido como calibração de bracketing. As leituras que ultrapassam o intervalo calibrado podem ser exibidas com pequenos desvios em relação ao valor real, uma vez que são extrapoladas pelo medidor de pH, assumindo linearidade.
2. Calibração Multi-Ponto – Com alguns phmetros, a calibração pode ser realizada por mais de dois valores de pH em ambos os lados do ponto zero, que neste caso é pH 7.00.
A calibração em três ou mais valores de pH aumenta a faixa de medição do dispositivo sem a necessidade de recalibração.
4 – Motivos pelos quais é necessário realizar calibração:
- Características de mudança – Com o passar do tempo, o envelhecimento e o revestimento dos eletrodos de pH podem causar mudanças em suas características e mesmo os eletrodos mais estáveis não podem ser produzidos exatamente com as mesmas características. A calibração ajuda a combinar as características atuais do medidor de pH com o sensor de pH em uso, compensando qualquer diferença entre o comportamento do eletrodo de pH na teoria e na prática.
- Maior Precisão – Pelo menos três padrões são necessários para compor uma curva de calibração sendo que um phmetro não pode ser calibrado sem um buffer padronizado. Caso a calibração do medidor de pH não tiver sido realizada corretamente, as medições resultantes provavelmente serão imprecisas.
- Desvio Reduzido – O desvio de medição é um problema comum encontrado no phmetro, assim como em qualquer outro instrumento que usa eletrodos. Embora o desvio das configurações calibradas não possam ser eliminados ou evitados, a calibração regular do equipamento ajuda a manter a precisão nos resultados das medições.
- Diferenças de Amostra – Múltiplas amostras da mesma substância podem ter características diferentes, e a calibração de medidores de pH com soluções padronizadas ajuda a evitar problemas relacionados à membrana, como diferenças na força iônica.
Mudanças no pH afetam a natureza química das substâncias, e medidas corretas são frequentemente cruciais em setores como agricultura, alimentos e farmacêuticos.