pHで水質を調査する？

pHの測定

pH値を測定するには、いくつかの方法があります。大別すると、pHメーターを用いるガラス電極法とpH試験紙を用いる測定方法があります。

指示薬法

指示薬法

緩衝液とpH試験紙を用いて測定する方法です。

pHごとの標準色と被検液中の指示薬の色とを比べてpH値を測定する方法と、あらかじめ指示薬を浸み込ませたpH試験紙を作っておき、この紙を被検液に浸して標準色との違いを比べる方法があります。
非解離のイオンと解離したイオンとで発色構造が異なるという特性を利用しています。指示薬をろ紙に染み込ませてある「pH試験紙」が、10種類ほど市販されています。

指示薬法の最大のメリットは、簡単に測定できることでしょう。逆にデメリットは、誤差が生じやすく精度を期待できないことです。
次のような誤差が生じます。（測定不可能項目含む）

  • 被検液中の温度が高いと測定できません
  • 高純度水のpH測定はできません
  • 高濃度の塩類やアルコールなどの有機溶剤との混合液では誤差が生じます
  • 一部の蛋白質やアルカロイドは、pH指示薬に対し吸着性があり、誤差を生じます

ガラス電極法

pHの測定方法の中でも、もっともポピュラーなもので、あらゆる分野のpH値測定に利用されています。ガラス電極法では、酸化剤や還元性の影響を受けることが少ないので、誤差が生じにくく、様々な溶液の測定が可能であるという理由です。

ガラス電極（H＋の半透膜を利用）の内外では電位差が生じる、という特性を利用して、この2つの電極の間に生じた電位差から溶液のpHを測定する方法です。

その他の測定方法

現状では、pHメーターを用いたガラス電極法と指示薬法が一般的ですが、金属電極法という、もう一つの方法が存在します。金属電極法の中では、水素電極法がもっとも多く用いられる測定法です。

しかし、測定には大変な手間がかかることから、あまり利用されていません。キンヒドロン電極法、アンチモン電極法といった、金属電極法もデメリットが多いため、限られた用途のみで使われます。

産業とpH

pHの測定は、水質基準の重要な測定項目になっており、水質管理には不可欠なものです。また、pHの測定は水質管理、水質検査に限らず、あらゆる分野で行なわれています。

化学工業分野、医療機関、美容産業、上下水道、電気化学分野、金属鉱業、生物医学、医療品、紙パルプ産業など、pHの測定は目的こそ違いますが、あらゆる分野で重要な位置づけにあるのです。