آزمایش pH چیست؟

آزمایش pH یک روش تحلیلی پایه در شیمی است که برای اندازه‌گیری اسیدی یا بازی بودن محلول‌های آبی استفاده می‌شود. در این آزمایش، غلظت یون هیدروژن (H⁺) سنجیده می‌شود و نتیجه روی مقیاس لگاریتمی ۰ تا ۱۴ گزارش می‌گردد؛
در این مقیاس:

• pH = 7 خنثی است
• pH کمتر از 7: محیط اسیدی
• pH بالاتر از 7: محیط بازی یا قلیایی

اندازه‌گیری استاندارد pH معمولاً با استفاده از pH متر کالیبره‌شده یا نوارهای سنجش pH انجام می‌شود که عددی دقیق و قابل اعتماد برای کاربردهای علمی، صنعتی و زیست‌محیطی ارائه می‌دهند.

در بسیاری از محصولات، عدد pH در کنار آزمون اندازه‌گیری عدد اسیدی استفاده می‌شود تا هم قدرت اسیدی و هم رفتار اسیدهای آزاد در فرمولاسیون به‌صورت دقیق‌تر ارزیابی شود.

انواع روش‌های تست pH

۱. شناساگرهای pH (pH Indicators)

شناساگرهای pH موادی هستند که بر اساس pH محلول تغییر رنگ می‌دهند. این مواد معمولاً اسیدها یا بازهای ضعیف هستند که در pH های مختلف، رنگ‌های متفاوتی نشان می‌دهند. علت این تغییر رنگ، پروتونه شدن یا دپروتونه شدن مولکول شناساگر با تغییر pH است.

مکانیسم عملکرد:

• شناساگر در محلول به دو شکل «تفکیک‌شده» و «تفکیک‌نشده» وجود دارد که هرکدام رنگ متفاوتی دارند.
• تعادل بین این دو شکل به غلظت یون هیدروژن ([H⁺]) و در نتیجه به pH محلول بستگی دارد.

نمونه‌هایی از شناساگرهای رایج و محدوده pH آن‌ها:

• فِنول‌فتالئین (Phenolphthalein):
  بی‌رنگ در محیط اسیدی (pH < 7) و صورتی در محیط بازی (pH > 7)
• متیل اورنج (Methyl Orange):
  قرمز در محیط اسیدی قوی (pH < 3.4)، نارنجی در اسیدی ضعیف (۳٫۴ تا ۴٫۴)، زرد در محیط بازی (pH > 6)
• بروموتیمول بلو (Bromothymol Blue):
  زرد در محیط اسیدی (pH < 6)، سبز در pH خنثی (حدود ۷)، آبی در محیط بازی (pH > 7)

مزایا:

• ساده، سریع و کم‌هزینه
• بدون نیاز به دستگاه تخصصی، فقط به شناساگر و نمونه نیاز است

محدودیت‌ها:

• معمولاً کیفی هستند؛ محدوده تقریبی pH را می‌دهند، نه عدد دقیق
• تفسیر رنگ می‌تواند سلیقه‌ای باشد، مخصوصاً زمانی که تغییر رنگ در محدوده باریکی اتفاق می‌افتد

۲. نوارهای pH (کاغذ لیتموس / pH Strips)

نوارهای pH یا کاغذ لیتموس، کاغذهایی آغشته به رنگ‌های حساس به pH هستند. وقتی نوار در محلول فرو برده می‌شود، متناسب با pH محلول تغییر رنگ می‌دهد.

مکانیسم عملکرد:

• رنگ حساس به pH داخل نوار با یون‌های هیدروژن محلول واکنش می‌دهد و نوار تغییر رنگ می‌دهد.
• سپس رنگ نوار با یک چارت رنگی استاندارد مقایسه می‌شود که هر رنگ، معادل یک محدوده pH است.

مزایا:

• بسیار سریع و آسان برای تخمین تقریبی pH
• در قالب نوارهای یونیورسال (با پوشش کل محدوده pH) یا نوارهای خاص اسیدی/بازی عرضه می‌شوند.

محدودیت‌ها:

• مانند شناساگرها، فقط محدوده تقریبی pH (مثلاً ۴–۶ یا ۷–۹) را نشان می‌دهند.
• نسبت به pH متر دقت بسیار کمتری دارند.

۳. تیتراسیون (Titration)

تیتراسیون یا تیتر کردن یک روش کمی و دقیق است که برای تعیین غلظت دقیق یک اسید یا باز در محلول استفاده می‌شود. در این روش، محلول مجهول با محلول استاندارد (تیترا‌نت) تا رسیدن به نقطه هم‌ارزی (Equivalence Point) واکنش داده می‌شود؛ جایی که مقدار اسید و باز از نظر استوکیومتری برابر است.

مکانیسم عملکرد:

• تیترا‌نت (مثلاً NaOH) به‌تدریج به محلول اسیدی (مثلاً HCl) افزوده می‌شود و pH پایش می‌شود.
• نقطه هم‌ارزی زمانی است که مقدار اسید و باز از نظر مولی برابر شده باشد.
• این نقطه با استفاده از شناساگر pH یا pH متر تشخیص داده می‌شود.

مراحل تیتر کردن:

1. حجم مشخصی از محلول اسیدی در ارلن ریخته می‌شود.
2. در صورت نیاز، چند قطره شناساگر pH به محلول اضافه می‌شود.
3. تیترا‌نت به‌صورت قطره‌ای و با هم‌زدن مداوم اضافه می‌گردد.
4. با مشاهده تغییر رنگ شناساگر یا تغییر ناگهانی pH، نقطه پایانی (Endpoint) شناسایی می‌شود.
5. با استفاده از حجم تیترا‌نت مصرف‌شده، غلظت محلول مجهول از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

M₁V₁ = M₂V₂

که در آن:

• (M₁) و (M₂): غلظت‌های مولار اسید و باز
• (V₁) و (V₂): حجم‌های مصرف‌شده از اسید و باز

انواع تیتر کردن:

• تیتر کردن اسید قوی – باز قوی: نقطه هم‌ارزی در pH حدود ۷
• تیتر کردن اسید ضعیف – باز قوی: نقطه هم‌ارزی در pH بالاتر از ۷
• تیتر کردن اسید قوی – باز ضعیف: نقطه هم‌ارزی در pH کمتر از ۷

مزایا:

• روشی بسیار دقیق و کمی برای تعیین غلظت اسیدها و بازها
• قابل استفاده برای انواع مختلف اسید و باز

محدودیت‌ها:

• نیازمند دقت بالا در اندازه‌گیری و انتخاب درست شناساگر یا استفاده از pH متر
• برای سیستم‌های پیچیده یا اسید/بازهای ضعیف ممکن است زمان‌بر باشد

۴. اسیدیته فرار (Volatile Acidity – VA)

اسیدیته فرار به گروهی از اسیدها گفته می‌شود که در شرایط معمول آزمایشگاهی دارای فرّاریت هستند؛ مهم‌ترین آن‌ها اسید استیک (CH₃COOH) و برخی اسیدهای چرب زنجیره کوتاه است. این اسیدها در محصولاتی مانند سرکه، نوشیدنی‌های تخمیری و شراب دیده می‌شوند.

در تست اسیدیته فرار، مقدار این اسیدها معمولاً با روش تقطیر و تیتر کردن اندازه‌گیری می‌شود.

مکانیسم عملکرد:

• نمونه تا حدی حرارت داده می‌شود تا اسیدهای فرار وارد فاز بخار شوند.
• بخار متراکم شده و به‌صورت مقطر (Distillate) جمع‌آوری می‌شود.
• سپس اسیدیته مقطر با تیتر کردن در برابر یک باز استاندارد (مثل NaOH) اندازه‌گیری شده و غلظت اسیدها محاسبه می‌شود.
• نتیجه اغلب به صورت گرم در لیتر (g/L) یا گرم در ۱۰۰ میلی‌لیتر نمونه گزارش می‌شود.

کاربرد و اهمیت:

• در صنایع غذایی و تخمیری (مانند تولید شراب و سرکه) برای کنترل کیفیت محصول بسیار مهم است.
• بالا بودن اسیدیته فرار می‌تواند نشانه فساد، تخمیر بیش از حد یا خطا در فرآیند باشد.

محدودیت‌ها:

• فقط اسیدهای فرار را اندازه می‌گیرد؛ اسیدهای غیر فرار (مثل سیتریک یا تارتاریک) را شامل نمی‌شود.
• نیاز به تجهیزات تقطیر و شرایط آزمایشگاهی استاندارد دارد.

 

در صنایع غذایی، اسیدیته فرار معمولاً همراه با تست‌هایی مثل آزمون اندازه‌گیری قند کل و آزمون اندازه‌گیری ساکارز تفسیر می‌شود تا تصویر کامل‌تری از تعادل طعم، پایداری و کیفیت محصول به دست آید.

مقایسه روش‌های مختلف تست pH و اسیدیته

روش	نوع داده	مزایا	محدودیت‌ها
شناساگرهای pH	کیفی (محدوده pH)	ساده، سریع، کم‌هزینه	تخمین تقریبی، وابسته به تشخیص رنگ
نوارهای pH / لیتموس	کیفی (محدوده pH)	قابل حمل، آسان، مناسب تخمین سریع	دقت پایین‌تر، عدم ارائه عدد دقیق
تیتر کردن (Titration)	کمی (Quantitative)	بسیار دقیق، مناسب برای تعیین غلظت اسید/باز	نیازمند دقت بالا و زمان بیشتر
اسیدیته فرار (VA)	کمی (Quantitative)	کلیدی در پایش تخمیر و کیفیت محصولات غذایی	نیازمند تقطیر و تجهیزات تخصصی

به طور خلاصه:

• شناساگرهای pH و نوارهای pH سریع و ساده هستند، اما فقط محدوده تقریبی pH را نشان می‌دهند.
• تیتر کردن روشی کمی و دقیق برای تعیین غلظت اسیدها و بازهاست، اما نیازمند زمان و آشنایی با تکنیک است.
• اندازه‌گیری اسیدیته فرار در صنایع غذایی و نوشیدنی برای کنترل فرآیند تخمیر و تضمین کیفیت، نقش حیاتی دارد.

انتخاب روش مناسب به دقت مورد نیاز، نوع نمونه، هدف آزمون و تجهیزات در دسترس بستگی دارد. همچنین در بسیاری از پروژه‌های کنترل کیفیت، عدد pH در کنار پارامترهایی مانند آزمون اندازه‌گیری درصد خاکستر بررسی می‌شود تا هم وضعیت اسید–باز و هم مقدار ترکیبات معدنی و ناخالصی‌های باقی‌مانده در نمونه ارزیابی شود.

 

چرا برای آزمایش pH، نیکوفارمد را انتخاب کنیم؟

۱. اعتبارنامه‌ها و گواهی‌های بین‌المللی

نیکوفارمد دارای گواهی ISO/IEC 17025 و تأییدیه ILAC است؛ این یعنی روش‌های تست pH در این آزمایشگاه از نظر دقت، صحت، تکرارپذیری و انطباق رگولاتوری مطابق با استانداردهای بین‌المللی ارزیابی و تأیید شده‌اند.

۲. روش‌های اعتبارسنجی‌شده (Validated Methods)

در نیکوفارمد از روش‌های مرجع و شناخته‌شده جهانی مانند:

• USP <791>
• EP 2.2.3
• ICH Q6A
• و استانداردهای مرتبط ISO

استفاده می‌شود. کلیه پروتکل‌ها با pH مترهای کالیبره‌شده، بافرهای استاندارد و جبران دمایی اجرا می‌شوند تا عدد pH به‌صورت دقیق و قابل تکرار روی مقیاس pH ثبت شود.

۳. تیم متخصص و تجهیزات پیشرفته

تیم نیکوفارمد شامل شیمیدانان آنالیتیکال و متخصصین QA است که با استفاده از تجهیزات مدرن آزمایشگاهی انواع نمونه‌ها را تحلیل می‌کنند؛ از جمله:

• محصولات دارویی
• فرآورده‌های آرایشی–بهداشتی
• نمونه‌های آب و سایر محلول‌ها

۴. پاسخ‌دهی سریع و سرویس‌های منعطف

به کمک فرآیندهای بهینه، نیکوفارمد امکان ارائه نتایج سریع و قابل اعتماد را برای:

• توسعه فرمولاسیون و محصول
• کنترل کیفیت (QC) روتین
• و پرونده‌های رگولاتوری

فراهم می‌کند. همچنین امکان طراحی پلن‌های تست اختصاصی و ارائه تخفیف‌های حجمی برای حجم نمونه‌های بالا وجود دارد.

۵. یکپارچگی داده و آمادگی برای ممیزی

تمام نتایج تست pH در سیستم‌های منطبق با 21 CFR Part 11 ثبت می‌شوند؛
این یعنی:

• امنیت داده‌ها
• ردیابی کامل تغییرات
• و آمادگی برای ممیزی و بازرسی‌های رگولاتوری

گزارش‌های نیکوفارمد به‌گونه‌ای تنظیم می‌شوند که برای پذیرش در مراجع داخلی و بین‌المللی مناسب و قابل استناد باشند.

 

درخواست تست یا مشاوره

برای درخواست انجام آزمایش pH یا دریافت مشاوره رایگان اولیه درباره نیازهای تحلیلی خود، می‌توانید با آزمایشگاه‌های نیکوفارمد تماس بگیرید و نمونه‌های خود را برای بررسی ارسال کنید.