Η μέτρηση του pH γίνεται με ειδικά ηλεκτρόδια που βρίσκονται σε κάθε πεχάμετρο. Τα πεχάμετρα χρησιμοποιούν την αρχή της ποτενσιομετρικής μέτρησης του pH, που προσδιορίζει την ενεργότητα των ιόντων υδρογόνου σε ένα διάλυμα. Η μέτρηση γίνεται με την χρήση ενός ενδεικτικού ηλεκτρόδιου και ενός ηλεκτροδίου αναφοράς. Το δυναμικό του ενδεικτικού ηλεκτροδίου εξαρτάται εκλεκτικά από την ενεργότητα των ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα. Η διαφορά δυναμικού ανάμεσα στα δυο ηλεκτρόδια, έπειτα από βαθμονόμηση, δίνει το pH. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται δύο είδη ενδεικτικών ηλεκτροδίων: Tα ηλεκτρόδια ύαλου και τα ηλεκτρόδια τύπου ISFET.

Ηλεκτρόδια Υάλου.

Η λειτουργία των ηλεκτροδίων ύαλου στηρίζεται σε γυάλινη μεμβράνη πάχους 0,2-0,5cm κατασκευασμένη από γυαλί ειδικής ποιότητας. Η χημική σύσταση της μεμβράνης ποικίλει ανάλογα με τον κατασκευαστή, αλλά συνήθως αποτελείται κατά 70% από SiO2 και από μεταβλητά ποσοστά Na2O, CaO, LiO και BaO.
Το διοξείδιο του πυριτίου (SiO2) που αποτελεί το σκελετικό υλικό του γυαλιού προσροφά στρώμα νερού και δημιουργεί σε κάθε μια από τις δυο επιφάνειες της γυάλινης μεμβράνης εφυδατωμένο στρώμα διοξειδίου του πυριτίου. Το λεπτό αυτό επιφανειακό στρώμα πάχους περίπου 10 - 4 mm, έχει την μορφή ζελέ και συμπεριφέρεται σαν ιοανταλλακτης. Τα κατιόντα νατρίου (Na+/), του εφυδατωμένου στρώματος ανταλλάσσονται με ιόντα υδρογόνου Η+επιφ + Νa+διαλ, του διαλύματος με αποτέλεσμα την ανάπτυξη ισορροπίας σύμφωνα με την αντίδραση: Na+επιφ + Η+διαλ
Η παραπάνω χημική ισορροπία είναι κατά κανόνα μετατοπισμένη προς τα δεξιά με αποτέλεσμα σχεδόν το σύνολο των ιόντων Na+/, της επιφάνειας να αντικαθιστούνται με ιόντα H+/. Εξαίρεση υπάρχει μόνο στα πολύ αλκαλικά διαλύματα (pH > 12) όπου η μεγάλη συγκέντρωση των ιόντων Na+/ μετατοπίζει την ισορροπία προς τα αριστερά.
Σημειώνεται ότι το εφυδατωμένο επιφανειακό στρώμα της μεμβράνης είναι ιδιαίτερα σημαντικό για την σωστή λειτουργία του ηλεκτροδίου. Η ποσότητα του προσροφημένου νερού είναι περίπου 50mg ανά cm3 γυαλιού. Για τον λόγο αυτό όλα τα ηλεκτρόδια υάλου φυλάσσονται πάντα σε απιονισμένο νερό ή άλλο υδατικό διάλυμα σταθερού pH.
Λόγω της διαφοράς ενεργότητας των ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα και εντός και εκτός της επιφάνειας του γυαλιού, αναπτύσσονται δυναμικά Nerst. Εάν η σύσταση του εσωτερικού διαλύματος παραμείνει σταθερή, το δυναμικό κατά μήκος της μεμβράνης θα εξαρτάται μόνο από το pH του εξωτερικού διαλύματος.
επιδρά στη μέτρηση του pH, καθώς επηρεάζει τη σταθερά ισορροπίας όλων των αντιδράσεων. Για να επιτευχθεί μέγιστη ακρίβεια, τα πρότυπα και τα προς μέτρηση διαλύματα πρέπει να βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία, να έχει αποκατασταθεί πλήρως η θερμική ισορροπία και να έχει γίνει η διόρθωση της κλίσης ως προς την θερμοκρασία.
Το ηλεκτρόδιο υάλου αποτελεί τον πιο αξιόπιστο μεταλλάκτη για την μέτρηση του pH, χρησιμοποιείται χωρίς πρόβλημα σε διαλύματα που περιέχουν ισχυρά οξειδωτικές ή αναγωγικές ενώσεις, αέρια και διάφορα βιολογικά μόρια. Παρόλα αυτά παρουσιάζουν κάποια σφάλματα, τα κυριότερα από αυτά είναι:
1. Το αλκαλικό σφάλμα: Για pH>10 οι μετρούμενες τιμές είναι μικρότερες από τις πραγματικές.
2. Το όξινο σφάλμα: Για pH<1 οι μετρούμενες τιμές είναι μεγαλύτερες από τις πραγματικές.
3. Το σφάλμα από αφυδάτωση ή μηχανική καταπόνηση: Αν η γυάλινη μεμβράνη αφυδατωθεί χάνει τις ιδιότητες αλλά αντιστρεπτά. Σε περίπτωση που η μεμβράνη καλυφθεί από λιπαρό ή αδιάλυτο στο νερό υλικό ή καταπονηθεί μηχανικά τότε καταστρέφεται.
4. Σφάλματα από τον ηλεκτρολυτικό σύνδεσμο: Σφάλματα που προκύπτουν όταν κλείνουν μερικώς ή ολικώς οι πόροι του ηλεκτρολυτικού συνδέσμου του ηλεκτροδίου αναφοράς.
(σαν κύρια πηγή χρησιμοποιήθηκε η wikipedia)
Απο προσωπικη πειρα εχω δει οτι οταν το ηλεκτροδιο ειναι κοντα σε μαγνητικα πεδια, οι ενδειξεις που θα παρουμε ειναι λανθασμενες, καθοτι επηρεαζεται αμεσα απο οτιδηποτε ηλεκτρικο υπαρχει κοντα.

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ pH

Παίρνουμε λοιπόν σαν δεδομένο ότι τα ηλεκτρόδιο μας είναι έτοιμο (καλυμπραρισμένο).
Να τονίσουμε πάλι ότι η μύτη του ηλεκτροδίου πρέπει ΠΑΝΤΑ να βρίσκεται σε υγρό περιβάλλον. Γι΄ αυτό το λόγο του έχουμε καλυμμένη την μύτη με το ειδικό κάλυμμα που το αγοράσαμε και μέσα φροντίζουμε να έχει πάντα αποσταγμένο νερό.

Βάζουμε και στρίβουμε το bnc βύσμα πάνω στην συσκευή, αφού έχουμε ξεπλύνει καλά καλά με νερό βρύσης την μύτη του.
Το στραγγίζουμε η σκουπίζουμε ελαφρά, και μετά το βάζουμε στο υγρό – νερό ενυδρείου εν προκειμένω – που θέλουμε να μετρήσουμε.
Βάζουμε την συσκευή μας στο ΟΝ, και στερεώνουμε κάπου το ηλεκτρόδιο μας για ένα περίπου λεπτό.
Η ένδειξη στο πεχάμετρο θα αρχίσει να παίζει λίγο στην αρχή, και σιγά σιγά θα σταθεροποιείται όλο και πιο κοντά στο σημείο μέτρησης, μέχρι που θα σταματήσει εντελώς.
Η ένδειξη που θα μείνει στην οθόνη είναι και η μέτρηση που ζητάμε.
Αφού κάναμε την μέτρηση τώρα πρέπει να ακολουθήσουμε την ίδια διαδικασία αλλά με αντίθετη φορά.
Ξεπλένουμε καλά λοιπόν πάλι, και βάζουμε το ειδικό – με αποσταγμένο νερό – καπάκι στην μύτη του ηλεκτροδίου μας.
Αυτή είναι η απλή διαδικασία μέτρησης .
Μετά απλά σβήνουμε το πεχαμετρο και τέλος!

pH CONTROLLER

Όσο πιο πολύ αυξάνονται οι ενυδρειακές μας απαιτήσεις, τόσο καλύτερο και πιο hi-tech εξοπλισμό πρέπει να έχουμε. Φυσικά όλα αυτά για να κάνουν τη ζωή μας ευκολότερη, και φυσικά κατά προέκταση την ζωή των ψαριών μας καλύτερη!!!
Ο ελεγκτής ( controller) Ph, είναι μια συσκευή η οποία εκτός από συνεχή ένδειξη μέτρησης που μας παρέχει, έχει την δυνατότητα να προγραμματιστεί έτσι ώστε να μπορεί να δίνει σήμα ηλεκτρικό, σε άλλες συσκευές που θέλουμε να ανοίγουν η να κλείνουν σε συνάρτηση με το Ph.
Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη συσκευή που θέλουμε να ανοιγοκλείνει, είναι μια ηλεκτροβάνα. Και αυτό για να ανοίγει και κλείνει την παροχή διοξειδίου στο νερό μας,
Αυτό στα φυτεμένα ενυδρεία γίνεται για λίπανση, ενώ στα ενυδρεία reef το θέλουμε για την χρήση calcium reactor (αντιδραστήρα ασβεστίου).
Η λογική της λειτουργίας του είναι η εξής.
Ορίζουμε στην συσκευή μας ένα μικρότερο και ένα μεγαλύτερο σημείο και τα αποθηκεύουμε στην μνήμη του. Η συσκευή λοιπόν τώρα τι κάνει…
Όταν φτάσει στο ανώτερο σημείο ορισμού, κλείνει ένα ηλεκτρικό ρελεδάκι, (διακόπτη) την ηλεκτροβάνα, η οποία είναι ήδη συνδεδεμένη πάνω στην συσκευή μας. Δίνοντας λοιπόν ρεύμα στην έξοδο του ελεγκτή μας, η βάνα ανοίγει με αποτέλεσμα το διοξείδιο να περνάει μέσα στο νερό μας. Το διοξείδιο έχει την ιδιότητα να ρίχνει το Ph, οπότε σε λίγη ώρα αυτό θα αρχίσει να πέφτει μέχρι να φτάσει στο χαμηλότερο σημείο ορισμού, που του δώσαμε.
Μόλις λοιπόν φτάσει εκεί, το ρελεδακι ξανανοίγει οπότε η ηλεκτροβάνα σταματάει να παίρνει ρεύμα και κλείνει. Έτσι δεν μπαίνει πια διοξείδιο στο νερό μας. Αυτή η διαδικασία είναι αέναη, δεν σταματάει ποτέ δηλαδή !
Φανταστείτε αυτά να γίνονται με μετρήσεις και με το χέρι ε?? χάλια !! Υπάρχουν ελεγκτές που ελέγχουν μια συσκευή, υπάρχουν με 2, και χωρίς να έχω δει, νομίζω υπάρχουν και πιο προχωρημένα που ελέγχουν περισσότερες των 2.
Πανάκριβα βέβαια.
Για να δώσουμε και μια οικονομική τάξη πραγμάτων, ένας καλός ελεγκτής κοστίζει αυτή την στιγμή, μαζί με το ηλεκτρόδιο, περί τα 200€ !!