pH測定のための水：何をどのように

解説

pH測定の中心は水です。実験室でのpH測定は、溶液のアルカリ性または酸性のレベルを教えてくれます。検査に使用する水は高品質でなければなりません。

なぜpHが測定されるのか？

pHが科学者によって測定されるのは、化学的バランスの最も重要な指標のひとつだからです。 pHは、環境モニタリング、工業プロセス、品質管理における意思決定の指針となります。pHの変化は、廃水排出や水処理におけるトラブルのシグナルとなります。多くの場合、pH測定は安全のために必要である。化学プラントでは、安全なpH範囲内での運転を保証します。農業のような用途では、pHによって水が灌漑に適しているかどうかを判断することができる。酸性すぎたりアルカリ性すぎたりする水は、機器や生体組織を腐食させる可能性があります。つまり、pH測定によって、作業者は溶液の特性を効果的かつ迅速に追跡することができるのです。

水の汚染物質がpHに及ぼす影響

低濃度の水質汚染物質はpHに影響を与える可能性がある。一般的な汚染物質には、溶存二酸化炭素、有機物、重金属などがあります。これらの汚染物質は、工業廃水や自然のプロセスによるものかもしれない。二酸化炭素は水に溶け、弱酸を形成する。重金属も水と反応してpHを変化させる。有機化合物も同様の影響を及ぼす。このような事例を避けるため、ほとんどの実験室では非常に厳しい水質基準が設けられている。わずかな変化であっても、pHの測定値が不正確になる可能性がある。正確さが求められる場所では、適切なろ過と処理が必要である。この対策は、研究センターや生産施設では特に重要です。純水は、pHメーターの校正が正確で、結果が信頼できることを保証します。

超純水pHとは？

超純水は、ほとんどの不純物を除去するために極めて精製された水です。科学研究所や製造セットアップでは一般的です。超純水はpH7と想像できますが、pHは異なります。超純水は空気に触れると二酸化炭素を吸収する。この吸収によってpHが下がり、弱酸性になる。実験室で管理された条件下では、超純水のpHは7に近いはずである。しかし、ほとんどの場合、5.5から7までの値を示すことがある。これは保存時間、空気への暴露、温度などの要因によるものである。このような現実から、超純水は使用前に適切に処理することが重要である。

湿式化学分析とpH測定

湿式化学分析は、pHを理解するもう一つの方法を提供する。pH電極とpHメーターは日常的に使用されているが、湿式化学分析法は、測定値のクロスチェックや確認を行うことができる。このような方法では、化学物質を水に加え、その結果の色の変化を観察する。適切な滴定を行えば、酸性度やアルカリ度を測定することができる。例えば、フェノールフタレインのような指示薬は、pHが重要な閾値を超えたときに視覚的な合図を与える。湿式化学法は、機器が故障したり、支援が必要な場合に、その正確さが評価される。多くのアプリケーションでは、両方を組み合わせることで、より明確な画像が得られます。このような組み合わせは、環境モニタリングや工業プロセスの品質管理で成功を収めている。シンプルな化学試薬を最新のpH測定装置と併用することで、最良の結果が得られることが多い。

結論

pH測定では水質が重要です。工業用、環境用、研究室用など、どのような用途であれ、汚染物質を管理しなければなりません。不潔な水は、誤ったpH測定値につながります。また、超純水は空気に触れると、それなりの癖が出る。湿式化学分析は、依然としてpH測定の有用なサポート技術です。詳しくはスタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）をご覧ください。

よくある質問

F: なぜpHを測定するのですか？

Q: pHは溶液の酸性度やアルカリ度を示す指標であり、安全性、環境モニタリング、プロセス制御に不可欠です。

F: 水中の不純物はpH測定にどのような影響を与えますか？

Q: 重金属や二酸化炭素のような不純物は、弱い塩基や酸を作ることによってpHを変化させます。

F: なぜ超純水のpHは本来のpHと異なるのですか？

Q: 空気に触れると二酸化炭素が取り込まれ、pHが中性以下に下がります。