สภาพนำไฟฟ้า ปริมาณของแข็งทั้งหมด สภาพด่าง และพีเอช

เชาวเลข ชยวัฒนางกูร หทัยการ มิละโฮ และ ผุสดี ช่วยแก้ว
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

สภาพนำไฟฟ้า (conductivity)

เป็น ดัชนีชี้วัดคุณภาพของน้ำ โดยจะบ่งบอกถึงความสามารถของการนำกระแสไฟฟ้า สภาพนำไฟฟ้านี้จะมีค่ามาก หรือน้อยขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความเข้มข้นทั้งหมดของสารที่มีประจุที่ละลายอยู่ในน้ำ อุณหภูมิของน้ำในขณะ ทำการตรวจวัด ชนิดของสารที่มีประจุแต่ละชนิด หน่วยของสภาพนำไฟฟ้าคือ ไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (micros/cm ที่ 25 องศาเซลเซียส) หรือ ไมโครโมห์ต่อเซนติเมตร (micromho/cm ที่ 25 องศาเซลเซียส) โดยทั่วไปค่า สภาพนำไฟฟ้า จะมีความสัมพันธ์กับปริมาณของแข็งทั้งหมดที่ละลายน้ำ ดังตารางที่แสดงการประมาณค่าปริมาณ ของแข็งทั้งหมด ของสารละลายเจือจาง KCl

ประโยชน์ของการหาค่าสภาพนำไฟฟ้า

สภาพนำไฟฟ้านี้มีประโยชน์ในการประเมินหรือคาดคะเนปริมาณสารบางชนิด หรือคุณภาพของน้ำได้หลายประการ เช่น

• สามารถใช้ในการตรวจสอบความผิดปกติของน้ำ ในกรณีที่ได้รับผลกระทบจาก การประกอบกิจการอุตสาหกรรม ที่มีการระบายน้ำทิ้งที่มีสารที่มีประจุอยู่มาลงสู่แหล่งน้ำ
• ใช้ในการคาดคะเนปริมาณของแข็งทั้งหมดในตัวอย่างน้ำ กรณีที่ได้หาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของแข็ง ทั้งหมด และสภาพนำไฟฟ้าแล้ว
• ใช้ในการคาดคะเนผลของประจุไฟฟ้าต่าง ๆ ที่มีผลต่อสมดุลเคมี ผลทางกายภาพที่มีต่อสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ และผลกระทบต่ออัตราการกัดกร่อนของสารเคมีต่าง ๆ
• ใช้ในการประเมิน หรือตรวจความบริสุทธิ์ของน้ำที่ผ่านการบำบัดต่าง ๆ เช่น การกลั่น การกรอง หรือ การบำบัด แบบออสโมซิสผันกลับ (reversed osmosis) เป็นต้น เพื่อให้ทราบว่าน้ำนั้นมีคุณภาพเหมาะ ที่จะใช้ตาม วัตถุประสงค์หรือไม่
• ใช้ในการคำนวณคาดคะเนจำนวนสารประกอบไอออนิก ที่จะใช้ในการตกตะกอน และการทำให้สารละลาย เป็นกลาง

ปริมาณของแข็งละลายน้ำทั้งหมด (total dissolved solids หรือ TDS)

ปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดมีหน่วยเป็น มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งหาได้โดยการระเหยน้ำ และชั่งน้ำหนักของ ตะกอน ตะกอนที่ได้คือ ปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำทั้งหมด นั่นเอง

 ความเป็นกรด – เบส หรือ พีเอช (pH)

การวัดค่าของพีเอชเป็นการวัดความเข้มข้นของ H⁺ ในน้ำ H⁺ นี้เกิดขึ้นจากการแตกตัวเป็นไอออนของกรดในน้ำ และอาจถูกทำลายโดยสารละลายด่าง น้ำที่มีพีเอชสูงกว่า 7 ถือว่าเป็นด่าง ส่วนน้ำที่ทีพีเอชต่ำว่า 7 ถือว่าเป็นกรด ในทางทฤษฎีถือว่าพีเอชมีค่าอยู่ในช่วง 0– 14 น้ำบริสุทธิ์ควรมีพีเอชเท่ากับ 7 อย่างไรก็ตาม โดยเหตุที่อากาศมีแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์อยู่ด้วย น้ำบริสุทธิ์ที่สัมผัสกับอากาศจึงมีพีเอชต่ำกว่า 7 เสมอ เนื่องจากเกิดการถ่ายโอนแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ให้กับน้ำจนทำให้น้ำบริสุทธิ์กลายเป็นน้ำกรดอย่างอ่อนเสมอ น้ำในธรรมชาติส่วนใหญ่จะมีพีเอชอยู่ ในช่วง 6–8.5 มาตรฐานน้ำดื่มมักจะกำหนดพีเอชอยู่ในช่วง 6.5–8.5

สภาพด่าง ( alkalinity)

สภาพด่าง หมายถึง ความสามารถของน้ำในการทำให้กรดเป็นกลาง และมีค่าเท่ากับ ปริมาณของกรดแก่ (strong acid) ที่ต้องใช้ในการไทเทรตน้ำของกรดคาร์บอนิก (carbonic acid end point)