พีเอช (เคมี)

พีเอช (pH ย่อมาจาก Potential of Hydrogen ion) เป็นค่าที่แสดงความเป็นกรดเป็นเบสของสารเคมีจากปฏิกิริยาของไฮโดรเจนไอออน (H+) สามารถทดสอบได้หลายวิธี โดยวิธีที่นิยมและง่ายสุดคือทดสอบด้วยกระดาษลิตมัส จากการสังเกตการเปลี่ยนสีของกระดาษ
สำหรับตัวเลขที่แสดงค่าพีเอช ถ้าพิจารณาอย่างง่ายที่อุณหภูมิห้อง ค่าเท่ากับ 7
แสดงว่าสารนั้นเป็นกลางไม่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือเบส เช่น น้ำบริสุทธิ์
== ตัวอย่างค่าพีเอชของสารต่าง ๆ ==

==  ประวัติ ==
แนวคิดของพีเอชถูกนำเสนอโดย นักเคมีชาวเดนมาร์ก ชื่อ โซเรนเซ็น (Søren Peter Lauritz Sørensen) ที่คาลเบิรก์แลบอริทอรี่ ในปี ค.ศ. 1909 และถูกปรับปรุงเป็นการวัดค่าพีเอชแบบสมัยใหม่ในปี ค.ศ. 1924
== การวัดค่าพีเอช ==
หลักการเบื้องต้นของการวัดค่าพีเอช จะใช้วิธีในการวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าของไอออนในสารละลายระหว่าง Glass Electrode เปรียบเทียบกับ Reference Electrode ซึ่งเป็นเซลล์มาตรฐานที่ทราบค่าศักย์ไฟฟ้าแล้ว

Glass Electrode ประกอบด้วยส่วนรับรู้ค่า pH Glass Membrane ซึ่งปกติจะเป็นลักษณะรูปทรงกลม, Insulating Glass Stem เมื่อ Electrode จุ่มลงสารประกอบไอออนของ ไฮโดรเจนจะมาอยู่ตามบริเวณ Membrane Surface ซึ่งจะทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้า โดยศักย์ไฟฟ้าที่ Electrode Glass ตรวจวัดได้สามารถที่จะคำนวณค่าได้จากสมการ
::::::: E_{g} = E^{ 0}_{g}  +  \frac{2.303RT}{F}\log_{10}a 
:::เมื่อ
::::::: E^{ }_{g}   = ผลรวมของค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ได้จากการวัด
::::::: E^{ 0}_{g}   = ค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าเมื่อค่า  a^{ }_{ }  = 1
:::::::       a^{ }_{ }    = ผลรวม ไอออนของไฮโดรเจน
:::::::       T^{ }_{ }    = ค่าอุณหภูมิสัมบูรณ์เป็นองศาเคลวิน
:::::::       R^{ }_{ }    = 1.986 Calories ต่อ mol degree
:::::::       F^{ }_{ }    = Faraday (coulombs per mol)
::::::   2.303^{ }_{ }   = logarithm conversion factor
พีเอชจะได้มาจากค่าลบลอการิทึมของผลรวมไอออนไฮโดรเจน
::::::::: pH^{ }_{ } = - log_{10}a^{ }_{ } 
จากสมการด้านบน จะพบว่าไอออนที่ตรวจจับได้ที่ Membrane จะเป็นค่าที่กำหนดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้น ซึ่งถ้าที่ Membrane สกปรกจะทำให้พีเอชที่วัดได้มีค่าผิดพลาดตามไปด้วย
จากสมการ จะเห็นได้ว่า ศักย์ไฟฟ้าจะขึ้นกับอัตราส่วนความเข้มข้นของสารละลาย   แล้วยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (T) อีกด้วย ดังนั้นการวัดค่าพีเอชที่ถูกต้องจำเป็นต้องมีการปรับเทียบเครื่องวัดไปที่อุณหภูมิที่ถูกต้องหรือคือจำเป็นต้องตรวจวัดอุณหภูมิของสารละลาย เพื่อทำการปรับภายในวงจรอีกทีหนึ่ง เครื่องวัดพีเอชที่สมบูรณ์นอกจากจะมีขั้วปรับเทียบแล้วยังมีตัวตรวจวัดอุณหภูมิของสารละลายละลายติดอยู่ด้วย
Reference Electrode จะมีค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่คงที่โดยไม่ขึ้นกับอุปกรณ์ตัวใด จากรูปโครงสร้างของ Reference type จะประกอบด้วย Mercury (ปรอท) ซึ่งจะสัมผัสอยู่กับ Mercurous chloride ( HG_{2}Cl_{2}  ) และ Potassium chloride ( KCl  )
เมื่อคิดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่  Reference Electrode รวมกับค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าสามารถหาค่าได้ตามสมการ
::::::: E = (E_{ref}  +  E_{j}) - (E^{ 0}_{g}  +  \frac{2.303RT}{F}\ pH) 
:::เมื่อ
::::::: E^{ }_{ref}   = ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ Reference Electrode
::::::: E^{ }_{j}      = ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ Liquid Junction (กาก)
Thermo Compensating Resistorจะทำหน้าที่ชดเชยอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป เพื่อให้ผลการวัดได้ถูกต้องโดยไม่ขึ้นกับอุณหภูมิวงจรที่ใช้งานร่วมกับ Thermo Compensating Resistor จะออกแบบให้หักล้างกับค่าแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสารละลายที่ทำการวัดโดยสมการวงจรชดเชยจะได้ดังนี้
::::::: E_{compensate} = \frac{2.303RT_{compensate}}{F}\ 
== แหล่งข้อมูลอื่น ==
รายละเอียด ค่าพีเอช  จาก เว็บไซต์กาญจนาภิเษก
เคมีกรด-เบส
สมดุลเคมี
หน่วยวัด