pH meter (English)

The meaning of pH
pH is a unit of measure that elaborate degree of acidity level or alkalinity of a liquid. The Unit of pH is measured at scale from 0 till 14. Term of pH indigenous to "p", mathematics symbol from negative logarithm, and " H", chemistry symbol for Hidrogen. Formal definition about pH is negative logarithm from ion activity Hydrogen.

pH=-log[H+]

pH are formed from quantitative information that expressed by level of acidity degree or related to basa ion activity hydrogen. Value pH from an unsure is comparison between ion concentration hydrogen [H+] with concentration of hydroxyl ion [OH-]. If concentration H+ bigger than OH-, significant is called acid that is mean the value of pH is less than 7. If concentration OH bigger than H+, significant is called basa, with a value of pH bigger than 7. If concentration H+ equal to OH- then significant is called neutral material. Acid and basa have ion free of hydrogen and alkali. The value of ion concentration H+ of liquid called acidity degree. To state acidity degree a sollution is weared understanding pH.

According text below, then determined:
- If value pH = pOH = 7, then the liquid has character of neutral.
- If value pH <7, then the liquid has character of acid
- If value pH > 7, then the liquid has character of basic.
- At room temperature: pKw = pH + pOH = 14 .

scale of pH

Measurement pH in harsh diffraction can do with conducted with paper pH or paper indicator pH method, with color transformation at which variety of pH level. This Indicator have limitation at level of measurement accuration, and can happen mistake of colour perception that caused the liquid sample has character chromatic sample or turbid sample.

Measurement of pH more accurate usual conducted by using pH metre. System measurement pH have three part are measurement electrodes pH, electrode refference,and high impedance grader. pH electrode can be assumed as battery, with which has variety of voltage measurement result from pH liquid measured.

History of pH metre
History in measured fluid acidity was in electric started in 1906 when Max Cremer in its study about fluid relation/link (interaction between hydrogen and solid substance) and found in the reality relation/link between fluid can be studied with to observe float a bubble from thin glass one fluid that place inside and outside. That make a measureable electrical tension. This Idea has been taken furthermore by Fritz Haber (that find ammonia synthesis and imitat fertiliser) and Zygmunt Klemsiewicz that find that bulb/glass bubble (that he name glass electrode) can be used to measure hydrogenic ions activity that followed a logarithmic function.

Then, Dane biochemist Soren Sorensen finds scale pH in 1909. Because sensitivity in very high glass wall, range from 10 till 100 Mega-Ohms, voltage of glass electrode is will never measured accurately till electron tube has been found. Then, the discovery of field effect transistor (field-effect transistors FETs) and integrated circuit ( ICs) by lighten temperature, make it maybe to measure that voltage of glass electrode accurately. Voltage that produced by one pH unit (for example just from pH=7.00 - 8.00) characteriscally around 60 mV (mili volt). Now Ph Meter that consisted of microprocessor required just for temperature correction and calibrate. Nevertheless, modernpH metre still has insuffiency, that is slow change, that is important issue in determining valid scale.

pH metre for commercial usage first time produced by Radiometer in 1936 in Denmark and Arnold Orville Beckman from United States. Discovery is referred when Beckman become assisten professor chemistry in California Institute of Technology, he tells to get quick and accurate method for acid measurement from lemon juice that produced by California Fruit Growers Exchange (Sunkist). Its discovery result bring him to found Beckman Instruments Company (now Beckman Coulter).

Principle of pH metre
In principle measurement of a pH is based on potential chemistry electro that occured between liquid that existed in glass electrode (membrane glass) that has been known with liquid that existed outside unknown glass electrode. This condition because of thin layer from glass bubble will interact with ion hydrogen that its size relative of small and active, glass electrode will measure potential electrochemical from hydrogen ion or it’s called potential of hydrogen. To complete electrical circuit is required a comparator electrode. As note, the tool is not measure electric current but only measure electric tension.

Scheme the Electorde of pH metre

pH metre will measure potential electrics (at picture clockwise) between merkuri Cloride (HgCl) at comparator electrode and potassium chloride (KCl) that is liquid in glass electrode and potential between liquid and silver electrode. But potential between unknown sampel and glass electrode can change hung up the sample, in consequence, must conducted calibrate use liquid that equivalen another to specify value of pH.

Comparator Electrode calomel consist of glass tube containing potassium kloride (KCl) that is electrolyte which occured contact with mercuri chloride (HgCl) at top liquid KCl. This glass tube is fragile (breakable) so that to connect it used ceramic or other same thing materials. This sort of electrode is not easy contaminable by metal and unsure natrium.

Glass electrode consist of sturdy glass tube that connected to thin glass bubble. Inside there’s liquid KCl as buffer pH 7. Silver Electrode that the top of it is silver kloride (AgCl2) connected into that liquid. For meminimalisir influence electric that unwanted, the tool must covered by a layer of protector paper that usually existed at the inside glass electrode.

At most modern pH metre has been provided with thermistor temperature that is a tool to correction influence temperature. Between comparator electrode and glass electrode have been compiled in one unity.

Modern Electrode pH metre

Used Method Calibration
Before pH metre is used, pH metre is must calibrated use standard pH or often called pH buffer. Standard pH is liquid that value of it pH has been known in each temperature change. Standard pH is liquid buffer pH where its value constant relative and is not rapidly changed.

Procedure calibrates pH metre are :
1. Prepare buffer pH 7 and buffer pH 4
2. Open plastic cover electrode
3. Rinse electrode with water DI (De Ionisasi/ free water ion) and dry it by using tissue paper
4. Turn on pH metre by pressing ON/OFF button.
5. Enter the electrode into liquid buffer pH 7
6. Press CAL button two times, turn around electrode so that to liquid buffer homogeny
7. Let it a few moments till value that at display is not changed
8. Press CAL button once again, and let text CAL at disply stop blinking
9. Lift the electrode from pH 7 buffer liquid, then rinse with DI water several times and dry it with tissue paper
10. Enter Electrode into pH 4 buffer liquid
11. Press CAL button two times, turn around electrode so that buffer liquid homogeny
12. Let it a few moments till value that at display is not changed
13. Press CAL button once again, and let text CAL at disply stop blinking
14. Lift the electrode from pH 4 buffer liquid, then rinse with DI water several times and dry it with tissue paper
15. At underside of screen will emerge number 7 and number 4 that show pH metre has been calibrated with buffer pH 7 and buffer pH 4
16. pH metre has been ready to used

Measurement of pH liquid
After pH metre is calibrated then pH metre has been ready to used. Usually calibrate suggested one day before use it.

Measurment procedure :
1. Prepare the liquid sample which will check the value of pH
2. If the liquid sample is heat, let it cool till temperature equal to temperature when calibrate. The example if calibrate at temperature 20°C then measurment are conducted at temperature 20°C.
3. Open the electorde plastic cover, rinse with DI water and dry it by using tissue paper.
4. Turn on the pH metre by pressing ON/OFF button.
5. Enter the electrode into sample, then turn arounds in order to liquid homogeny.
6. Press MEAS button to start measurement, at screen will emerge text HOLD that blinking.
7. Let it till the text HOLD at secreen stop blinking.
8. Value of pH that showed at screen is value of pH liquid that in check
9. Turn off pH metre by press ON/OFF button

Maintenance of pH metre
pH metre must be done periodic treatment. Its maintenance include :
a) Battery, battery replacement is conducted if at screen emerge text low battery
b) Electrode, electrode cleaning can be conducted periodic every minimal once a week. Its cleaning uses liquid HCL 0.1 N (liquid) by soaked for 30 minute, then cleaned with DI water.
c) Storage, when not used, the electrode especially part of glass bubble always must in damp situation. In consequence, electrode storage are suggested always soaked with DI water. Sotage in dry condition will cause membrane on glass electrode bubble will breakable and its read inaccurate.
d) Storage Temperature. When kept, pH metre may not at room temperature that heat because the censor temperature will broken quickly.
Following there is video of usage way pH metre, just directly click here.

Picture and Description

Picture Description and Button pH metre

1. Body of pH meter
2. Body of elektroda
3. Screen display
4. Electrode cable
5. Temperature censore display
6. MEAS button for measurement
7. MODE button for selected measurement mode
8. Set button for measurment setting
9. CAL button for calibration
10. CAL DATA for review data calibration that calibrated
11. ON/OFF button for Turn ON/Turn OFF
12. Data OUT button for output
13. ENTER button
14. Glass electrode
15. Comparison Electrode (reference)

Macam-macam pH Meter

pH meter

Pengertian pH

pH adalah suatu satuan ukur yang menguraikan derajat tingkat kadar keasaman atau kadar alkali dari suatu larutan. Unit pH diukur pada skala 0 sampai 14. Istilah pH berasal dari "p", lambang matematika dari negatif logaritma, dan " H", lambang kimia untuk unsur Hidrogen. Definisi yang formal tentang pH adalah negative logaritma dari aktivitas ion Hydrogen.

pH = -log[H+].
pH dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat derajat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion hydrogen. Nilai pH dari suatu unsur adalah perbandingan antara konsentrasi ion hydrogen [H+] dengan konsentrasi ion hidroksil [OH-]. Jika konsentrasi H+ lebih besar dari OH-, material disebut asam; yaitu nilai pH adalah kurang dari 7. Jika konsentrasi OH- lebih besar dari H+, material disebut basa, dengan suatu nilai pH lebih besar dari 7. Jika konsentrasi H+ sama dengan OH- maka material disebut sebagai material netral. Asam dan basa mempunyai ion hydrogen bebas dan ion alkali bebas.Besarnya konsentrasi ion H+ dalam larutan disebut derajat keasaman. Untuk menyatakan derajat keasaman suatu larutan dipakai pengertian pH.

Atas dasar pengertian ini, ditentukan:
- Jika nilai pH = pOH = 7, maka larutan bersifat netral.
- Jika nilai pH < 7, maka larutan bersifat asam.
- Jika nilai pH > 7, maka larutan bersifat basa.
- Pada suhu kamar: pKw = pH + pOH = 14

Skala pH

Pengukuran pH secara kasar bias dilakukan dengan kertas pH atau kertas indicator pH, dengan perubahan warna pada level pH yang bervariasi. Indicator ini mempunyai keterbatasan pada tingkat akurasi pengukuran, dan dapat terjadi kesalahan pengamatan warna yang disebabkan larutan sampel yang berwarna atau sampel yang keruh.

Measurement pH in harsh diffraction can do with conducted with paper pH or paper indicator pH method, with color transformation at which variety of pH level. This Indicator have limitation at level of measurement accuration, and can happen mistake of colour perception that caused the liquid sample has character chromatic sample or turbid sample.
Pengukuran pH yang lebih akurat biasa dilakukan dengan menggunakan pH meter. Sestem pengukuran pH mempunyai tiga bagian yaitu elektroda pengukuran pH, elektroda reffernsi,dan alat pengukur impedansi tinggi. pH elektroda dapat diasumsikan sebagai battery, dengan voltase yang bervariasi hasil pengukuran dari pH larutan yang diukur.

Sejarah pH meter
Sejarah dalam mengukur kadar keasaman cairan secara elektris dimulai pada tahun 1906 ketika Max Cremer di dalam studinya tentang hubungan cairan (interaksi antara zat cair dan zat padat) dan ditemukan ternyata hubungan antara cairan bisa dipelajari dengan bertiupnya suatu gelembung dari kaca tipis satu cairan yang di tempatkan di dalam dan di luar. Itu membuat suatu tegangan elektrik yang bisa diukur. Gagasan ini telah diambil lebih lanjut oleh Fritz Haber (yang menemukan sintese amoniak dan tiruan fertiliser) dan Zygmunt Klemsiewicz yang menemukan bahwa bohlam/gelembung kaca (yang ia namakan elektrode kaca) bisa digunakan untuk mengukur aktivitas ion hidrogen yang diikuti suatu fungsi logaritmis.
Kemudian ahli biokimia Denmark Soren Sorensen menemukan skala pH pada tahun 1909. Karena kepekaan di dalam dinding gelas sangat tinggi, berkisar antara 10 sampai 100 Mega-Ohm, voltase elektrode kaca tidak bisa diukur dengan teliti sampai tabung elektron telah ditemukan. Kemudian, penemuan transistor efek medan (field-effect transistors FETs) dan integrated sirkit ( ICs) dengan meringankan temperatur, membuatnya mungkin untuk mengukur voltase elektrode kaca itu dengan teliti. Voltase yang diproduksi oleh satu pH unit (misalnya saja dari pH=7.00 - 8.00) secara khas sekitar 60 mV ( mili volt). Kini Ph Meter yang terdiri atas mikro prosesor yang diperlukan untuk koreksi temperatur dan kalibrasi. Meskipun demikian, pH meter modern masih mempunyai kekurangan, yaitu perubahan yang lambat, yang merupakan masalah penting dalam menentukan skala yang valid.

pH meter untuk penggunaan komersial pertama kali diproduksi oleh Radiometer pada tahun 1936 di Denmark dan Arnold Orville eckman dari Amerika Serikat. Penemuan tersebut dilakukan ketika Beckman menjadi assisten professor kimia di California Institute of Technology, dia mekatakan untuk mendapatkan metoda yang cepat dan akurat untuk pengukuran asam dari jus lemon yang diproduksi oleh California Fruit Growers Exchange (Sunkist). Hasil penemuannya tersebut membawa dia untuk mendirikan Beckman Instruments Company (sekarang Beckman Coulter).

Prinsip Kerja pH meter
Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membrane gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hydrogen yang ukurannya relative kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hydrogen atau diistilahkan dengan potential of hydrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan suatu elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan.

Skema elektroda pH meter

pH meter akan mengukur potensial listrik (pada gambar alirannya searah jarum jam) antara merkuri Cloride (HgCl) pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang merupakan larutan didalam gelas electrode serta potensial antara larutan dan elektroda perak. Tetapi potensial antara sampel yang tidak diketahui dengan elektroda gelas dapat berubah tergantung sampelnya, oleh karena itu perlu dilakukan kalibrasi dengan menggunkan larutan yang equivalen yang lainya untuk menetapkan nilai dari pH.

Elektroda pembanding calomel terdiri dari tabung gelas yang berisi potassium kloride (KCl) yang merupakan elektrolit yang mana terjadi kontak dengan mercuri chloride (HgCl) diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya digunkan ceramic berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah terkontaminasi oleh logam dan unsure natrium.

Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh yang tersambung dengan gelembung kaca tipis yang. Didalamnya terdapat larutan KCl sebagai buffer pH 7. Elektroda perak yang ujungnya merupakan perak kloride (AgCl2) dihubungkan kedalam larutan tersebut. Untuk meminimalisir pengaruh electric yang gak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat dibagian dalam elektroda gelas.

Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature yaitu suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperature. Antara elektroda pembanding dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan.

Elektroda pH meter modern

Keterangan gambar.
1. a sensing part of electrode, a bulb made from a specific glass
2. sometimes the electrode contains a small amount of AgCl precipitate inside the glass electrode
3. internal liquid, usually 0.1M HCl for pH electrodes or 0.1M MeCl for pMe electrodes
4. internal electrode, usually silver chloride electrode or calomel electrode
5. body of electrode, made from non-conductive glass or plastics.
6. reference electrode, usually the same type as 4
7. junction with studied liquid, usually made from ceramics or capillary with asbestos or quartz fiber.

Cara Penggunaan. Calibrasi
Sebelum pH meter digunakan, pH meter harus dikalibrasi terlebih dahulu dengan menggunkan standar pH atau sering disebut buffer pH. Standar pH adalah larutan yang nilai pH-nya telah diketahui pada setiap perubahan suhu. Standar pH merupakan larutan buffer pH (penyangga pH) dimana nilainya relative konstan dan tidak mudah berubah.
Urutan kerja kalibrasi pH meter adalah :
1. Siapkan buffer pH 7 dan buffer pH 4
2. Buka penutup plastic elektroda
3. Bilas elektroda dengan air DI (De Ionisasi/ air bebas ion) dan keringkan dengan menggunakan kertas tisu
4. Nyalakan pH meter dengan menekan tombol ON/OFF.
5. Masukan elektroda kedalam larutan buffer pH 7
6. Tekan tombol CAL dua kali, putar elektroda agar larutan buffer homogeny
7. Biarkan beberapa saat sampai nilai yang tertera di disply tidak berubah
8. Tekan tombol CAL satu kali lagi, dan biarkan tulisan CAL pada disply berhenti berkedip
9. Angkat elektroda dari larutan buffer pH 7, kemudian bilas dengan air DI beberapa kali dan keringkan dengan kertas tisu
10.Masukan elektroda kedalam larutan buffer pH 4
11.Tekan tombol CAL dua kali, putar elektroda agar larutan buffer homogeny
12.Biarkan beberapa saat sampai nilai yang tertera di dispaly tidak berubah
13.Tekan tombol CAL satu kali lagi, dan biarkan tulisan CAL pada dispaly berhenti berkedip
14.Angkat elektroda dari larutan buffer pH 4, kemudian bilas dengan air DI beberapa kali dan keringkan dengan kertas tisu
15.Pada layar bagian bawah akan muncul angka 7 dan angka 4 yang menunjukan pH meter tersebut telah dikalibrasi dengan buffer pH 7 dan buffer pH 4
16.pH meter telah siap digunakan

Pengukuran pH Larutan
Setelah pH meter dikalibrasi maka pH meter tersebut sudah siap digunakan. Biasanya kalibrasi disarankan dilakukan setiap 1 kali sehari sebelum digunakan.
Cara pengukurannya adalah sebagai berikut :
1. Siapkan sampel larutan yang akan di check pH-nya.
2. Jika larutan panas, biarkan larutan mendingin sampai dengan suhunya sama dengan suhu ketika kalibrasi. Contohnya jika kalibrasi dilakukan pada suhu 20°C maka pengukuranpun dilakukan pada suhu 20°C.
3. Buka penutup plastic elektroda, bilas dengan air DI dan keringkan dengan menggunakan kertas tisu.
4. Nyalakan pH meter dengan menekan tombol ON/OFF.
5. Masukan elektroda kedalam sampel, kumudian putar agar larutan homogeny.
6. Tekan tombol MEAS untuk memulai pengukuran, pada layar akan muncul tulisan HOLD yang kelapkelip.
7. Biarkan sampai tulisan HOLD pada layar berhenti kelap-kelip.
8. Nilai pH yang ditunjukan pada layar adalah nilai pH larutan yang di check
9. Matikan pH meter dengan menekan kembali tombol ON/OFF

Pemeliharaan pH meter
pH meter harus dilakukan perawatan berkala untuk menjaga umur pakai dari alat tersebut. Pemeliharaannya meliputi :
a) Batere, penggantian batere dilakukan jika pada layar muncul tulisan low battery
b) Elektroda, pembersihan elektroda bisa dilakukan berkala setiap minimal satu minggu satu kali. Pembersihannya menggunakan larutan HCL 0.1N (encer) dengan cara direndam selama 30 menit, kemudian dibersihkan dengan air DI.
c) Penyimpanan, ketika tidak dipakai, elektroda terutama bagian gelembung gelasnya harus selalu berada pada keadaan lembab. Oleh karena itu penyimpanan elektroda disarankan selalu direndam dengan menggunkan air DI. Penyimpanan pada posisi kering akan menyebabkan membrane gelas yang terdapat pada gelembung elektroda akan mudah rusak dan pembacaannya tidak akurat.
d) Suhu penyimpan. Ketika disimpan, pH meter tidak boleh berada pada suhu ruangan yang panas karena akan menyebabkan sensor suhu pada alat cepat rusak.
Berikut ada video cara penggunaan pH meter, silakan saja langsung klik disini.

Gambar Alat dan Keterangan

Keterangan gambar dan tombol pH meter

1. Body pH meter
2. Body elektroda
3. Layar
4. Kabel elektroda
5. Kabel sensor suhu
6. Tombol MEAS untuk pengukuran
7. Tombol MODE untuk pemilihan mode pengukuran
8. Tombol Set untuk setting pengukuran
9. Tombol CAL untuk proses kalibrasi
10.Tombol CAL DATA untuk mereview data kalibrasi yang telah dilaukan
11.Tombol ON/OFF
12.Tombol Data OUT untuk mengeluarkan data yang sudah di input
13.Tombol ENTER
14.Elektroda gelas
15.Elektroda pembanding (reference)

Macam-macam pH Meter