ぶんせきコラム

pHと温度って、
関係あるの?


ぶんせきコラムでは、これまで2回にわたって精密なpH測定をするた めのコツをお伝えしてきました。今回はその第3回目、なかなかわかりにくい「温度」についてのお話です。

pH測定で温度が関係するのは、大きくわけて2つの理由。

1つは pHを感じ取るセンサの役目をするpHガラス電極が、温度で性質 を変えることによるもの。そしてもう1つは、サンプル(被検液)が温度によって性質を変えることです。

pHガラス電極の温度特性へ対応する

pHガラス電極は、サンプルのpHを電位差という指標にかえて pHを測定しています。ところがこの電位差、温度によって微妙に変化するんですね。

そこでpHメータには、電極の変化によってpH測定そのものが影 響されることのないよう、あらかじめ電極の温度特性を覚えこませてあります。

そして、ふつうは電極に内蔵されている温度素子を使って、校正や 測定ごとの温度が違っても、電極の変化を補正して温度に左右されないpH値が測定できるようになっています。

このことを「温度補償」といい、最近のpHメータにはほとんどこの機能が備わっています。また、温度素子を内蔵していない特殊用 途の電極などでは、別に「温度補償電極」を接続することで、同じ機能をさせることができます。

サンプルの温度特性へ対応する

測定対象のサンプルも温度によってpHを変えることがあります。 この場合、あらかじめサンプルの温度係数(すなわち温度が1℃変 化したときにpHがどれくらい変化するか)がわかっていれば、校正や測定ごとに温度が違っても、一定の温度(例えば25℃など)でのpH値に換算することができます。

高機能なpHメータでは、いろいろな温度で測定したpHを、一定の温度でのpH値に換算する、「温度換算」機能を持っています。またこのような機能のないpHメータでも、測定したpH値に「温度係数」を掛けることで、一定の温度でのpH値に換算できます。

一方、サンプルが温度によってpH値を変えることがわかっていても、実際どれぐらい変化するかわからない場合もあります。そんなときは、2つの方法があります。

1つは「恒温槽」を使って、いつも同じ温度で測定を行う方法です。 これなら温度によるpHの変化を気にする必要はありません。

2つめは、同一のサンプルのpHを、何点か温度を変えて測定してみることです。このときのpHの差を温度の差で割れば、そのサンプルの「温度係数」を知ることができます。これをあらかじめ行っておけば、あとは「温度換算」することができます。ただし、このときもできるだけ正確に「温度係数」を求めるためには、「恒温槽」を使った方がよいでしょう。

上で説明したほかにも、HORIBA onlineにはpHを正確に測定するためのヒントがいっぱいです。




ぶんせきcafe「pH測定、ホントに大丈夫?」
ぶんせきコラム(第1回)より、pH測定のポイントやpH電極の洗浄方法について。

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