پی اچ کمیت مهمی است که وضعیت شیمیایی یک محلول را منعکس می کند. پی اچ می تواند دسترسی به مواد مغذی، عملکردهای بیولوژیکی، فعالیت میکروبی و رفتار مواد شیمیایی را کنترل کند. به همین دلیل، نظارت یا کنترل pH خاک، آب و محصولات غذایی یا آشامیدنی برای کاربردهای مختلف مهم است.

محدوده مقیاس pH از ۰ تا ۱۴ است. مقدار pH از ۰ تا ۷ ماهیت اسیدی محلول را نشان می دهد در حالی که از ۷ تا ۱۴ ماهیت بازی محلول را نشان می دهد. مقدار میانی که ۷ است خنثی بودن محلولی مانند آب خالص را نشان می دهد. آمونیاک یا هیدروکسید سدیم مقدار pH را در محدوده ۷-۱۴ نشان می دهد که ماهیت اصلی آنها را منعکس می کند. در مقابل مواد اسیدی مانند سرکه، اسید معده، اسید باتری، کک و غیره محدوده pH را بین ۰ تا ۷ نشان می دهند که ماهیت اسیدی آنها را نشان می دهد.

بدن ما در محدوده PH 7.0 تا ۷.۸ کار می کند. موجودات زنده فقط در محدوده محدودی از تغییرات پی اچ می توانند زنده بمانند. هنگامی که PH آب باران کمتر از ۵.۶ باشد، باران اسیدی نامیده می شود. هنگامی که باران اسیدی به رودخانه ها می ریزد، pH آب رودخانه را کاهش می دهد. بقای آبزیان در این گونه رودخانه ها دشوار می شود که اهمیت ph را نشان می دهد.

کاربرد پی اچ در کشاورزی و باغداری

خاک یک سیستم پیچیده است که شامل عوامل مختلفی است که تحت تأثیر pH خاک قرار می گیرند، مانند فعالیت میکروبی، رشد قارچ، در دسترس بودن مواد مغذی و رشد ریشه گیاهان.

در شرایط اسیدی، بسیاری از مواد معدنی در خاک محلول می شوند و فلزات سمی مانند آلومینیوم آزاد می شوند. برخی از مواد مغذی مانند فسفر و مولیبدن در مقادیر PH پایین کمتر قابل دسترس می شوند. در شرایط قلیایی (بازی)، خاک ممکن است دچار کمبود مواد مغذی مانند روی، مس، آهن، منگنز، بور و فسفر شود.

اکثر گیاهان در محدوده pH تقریباً ۶.۰ تا ۷.۰ بهترین بازدهی را دارند که محدوده ای است که بیشترین مواد مغذی در دسترس است. با این حال، برخی از گیاهان بیشتر شرایط اسیدی یا بازی را ترجیح می دهند، مانند زغال اخته (۴.۰-۶.۰) یا سنبل (۶.۵-۷.۵).

هنگامی که PH خاک خارج از محدوده مورد نظر است، pH را می توان با افزودن مواد اسیدی (مثلاً گوگرد طبیعی) یا بازی (مثلاً آهک) به خاک پی اچ را تغییر داد. برای تصحیح PH خاک اسیدی باید آنالیز اسیدیته انجام شود تا بتوان مقدار آهک مورد نیاز را محاسبه کرد.

پی اچ چیست و از اهمیت کاربردی آن چه می دانید؟

سایر کاربردهای پی اچ

آبزی پروری و اکوسیستم های آبی

آبی که دارای PH بسیار پایین یا خیلی زیاد است می تواند برای ماهی ها و سایر آبزیان مضر باشد. در pH پایین، فلزات سمی مانند آلومینیوم می‌ توانند با غلظت‌ های بیشتری وارد آب شوند، برخی از مواد شیمیایی حاوی نیتروژن سمی ‌تر می ‌شوند و فرآیندهای متابولیک ماهی ها را تحت تاثیر قرار می دهند. آب با pH کمتر از ۵ می تواند تولید مثل ماهی ها را مهار کند یا منجر به مرگ شود و ماهی های جوان و سایر موجودات آبزی به ویژه مستعد ابتلا هستند. آب با pH کمتر از ۶.۵ می تواند از رشد جلوگیری کند.

در مقادیر pH بالا (مانند ۹ >)، بیشتر یون های آمونیوم به آمونیاک تبدیل می شوند که برای ماهی سمی است. این مشکل با افزایش دما بدتر می شود. آب با pH بین ۹ تا ۱۰ باعث مهار رشد می شود و آبی با PH 11 یا بالاتر باعث مرگ ماهی می شود.

محدوده pH 6.5-9 برای اکثر ماهی ها قابل قبول است. در آکواریوم ها و سایر سیستم های آبی بسته مهم است که به اندازه کافی بافر (معمولاً با یون های بی کربنات و کربنات) به آب اضافه نمایید تا از نوسانات شدید pH  جلوگیری کند.

تصفیه آب

چه در تصفیه آب آشامیدنی و چه در تصفیه آب غیر آشامیدنی  pH مهم است.  PH آب آشامیدنی باید بین ۶.۵ تا ۸.۵ باشد. آب آشامیدنی با pH پایین می‌ تواند لوله‌ ها را تخریب کرده و باعث ایجاد فلزات سمی مانند مس شود که منجر به نشتی به منبع آب شود. آب با PH بیش از حد بالا طعم نامطبوعی دارد و اثر ضد عفونی کننده هایی مانند کلر کاهش می یابد.

در تصفیه فاضلاب (به عنوان مثال، فاضلاب یا پسماندهای صنعتی)pH  کنترل می شود تا واکنش های شیمیایی یا میکروبی مورد نظر تا حد امکان کارآمد انجام شود. اپراتورها برای پاسخ به شرایط شیمیایی یا میکروبیولوژیکی در حال تغییر، pH  را به دقت کنترل و تنظیم می کنند.

نگهداری استخر

استخرهای شنا معمولاً دارای مقادیر pH در محدوده ۷.۲ تا ۷.۸ هستند. اگر PH بیش از حد بالا باشد، اثر ضد عفونی کننده کلر بسیار کم می شود، استخر را مستعد رشد جلبک می کند و از کشتن موثر ویروس ها و باکتری ها جلوگیری می کند. اگر PH خیلی پایین باشد، آب برای چشم ها و بینی تحریک کننده می شود و ممکن است سطوح گچی یا فلزی را دچار خوردگی کند.

صنایع غذایی

در صنایع غذایی pH برای آزمایش کیفیت، کنترل فعالیت میکروبی، کنترل طعم و سایر خواص و افزایش ماندگاری مواد غذایی اندازه گیری می شود. در شیر،pH  برای بررسی ناخالصی یا عفونت آزمایش می شود و پی اچ تعیین می کند که پنیر نرم یا سفت شود. برای تولید ماست، pH شیر گرم شده باید پایین نگه داشته می شود تا محیطی مطلوب برای فعالیت میکروبی مناسب حفظ شود.

پی اچ غذا نیز برای نظارت بر کیفیت آن استفاده می شود. به عنوان مثال PH بیش از حد بالا می تواند نشان دهنده تجزیه گوشت باشد. برای بسیاری از غذاها پی اچ را باید در محدوده باریکی نگه داشته شود تا بتوان غذا را برای مدت طولانی تری نگهداری کرد. به عنوان مثال، خمیر برای پخت نان اسیدی می شود تا ماندگاری نان افزایش یابد.

در عوض هنگام کنسرو کردن غذاهایی با پی اچ کم (با pH کمتر از ۶/۴) باید مراقبت بیشتری برای از بین بردن هاگ های باکتریایی صورت گیرد، زیرا آنها می توانند زمانی که PH بیشتر از ۴.۶ باشد رشد کرده و به طور بالقوه باعث بوتولیسم شوند.