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【2021年版】デジタルPH計 メーカー10社一覧

デジタルPH計のメーカー10社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


デジタルpH計とは

デジタルpH計はpHを測定する機械です。装置の電極を直接サンプルに入れて測定します。この装置は取り扱いが簡単で価格も手頃であるため、様々な分野や目的で使用されています。

デジタルpH計は測定方式としてガラス電極式が採用されているものが大半です。この手法以外のpH測定方法としてはリトマス試験紙等の指示薬を使う方法や水素電極法、キンヒドロン電極法、アンチモン電極法などがありますが、ガラス電極式法は他の測定方法と比べて安全で精度が高く、再現性も高めです。

デジタルpH計の使用用途

pHは河川や湖沼などの水域の環境を表す指標の一つであり、化学分析においてはサンプルの前処理条件・分析条件に影響を与える指標の一つです。またpHは化学反応の進行にも影響を与えるため、製造現場でも管理されることがあります。

このような種々の現場でpHは精度良く、簡便に測定できる必要があるため、デジタルpH計は様々な場所で使われています。pH計は用途に応じて電極の液落部が異なっており、多孔型(一般的な水溶液に利用可能)とスリーブ型(粘性があるサンプルや非水溶性物質の含有率が高いサンプルに用いる)に分けられます。サンプルの特性や容器などを考慮して最適なpH計を選ぶ必要があります。

デジタルpH計の原理

pHとは液中の水素イオン濃度を表す指標です。ここではpH測定法の代表例としてガラス電極法を説明します。この方法では2本の電極(ガラス電極・比較電極)を使います。電極のガラス薄膜で隔てられた2つの領域にpHが異なる液体がある場合、その差に応じた起電力が発生します。ガラス電極・比較電極の電位を装置本体で測定することでpHが計算されます。

pH計は使用する前に校正が必要です。pH標準液はpH7をゼロ点とし、pH4とpH9の三点校正を行うのが一般的ですが、サンプルのpHに応じて校正に使用するpH標準液を変える場合もあります。なお、検量線の傾きは温度による影響を受ける点に留意しなければなりません。pHを精度良く測定するためには、pH標準液とサンプルの温度を可能な限り揃えること、電極のメンテナンスを適切に行うこと、電極の液落部をしっかりとサンプルに浸すことです。pH測定自体は簡単ですが、測定時のポイントを押さえること、ならびにメンテナンス法を手順化させることが望ましいです。

デジタルPH計の校正

PH計の校正とは、PH計のゼロ点およびスパン点(感度)を、pH標準液を用いて正しく調整することです。使用するデジタルPH計によって特有の操作があるので、実際に校正する場合には、付属の説明書を優先します。

校正には、1種類のpH標準液を使用する一点校正、2種類を使用する二点校正、3種類を使用する三点校正などがありますが、PH計の校正には二点校正を行うことが多いです。一点校正は、簡易的な校正です。より厳密に校正するためには、三点校正を行います。

ガラス電極における「pH当たりの起電力」の実際値は、ガラス膜の汚れや「アルカリ誤差」、「酸誤差」(それぞれ、強アルカリ性、強酸性における誤差)などの影響を受けます。このため、一般的に、理論値(59.16mV、25℃)より低い値を示します。また、「pH7の起電力」も同じく理論値(0mV)から誤差が生じます。

測定前および定期的な校正を行うことで、精度の高いpH測定を行うことができます。

ここでは、二点校正の一般的な手順を説明します。

電極洗浄用の純水と、測定する溶液の予想されるpH値を挟む2種類の標準液を準備します。より正確な校正のためには、標準液を、測定する溶液の温度に近い温度になるように加熱または冷却し、温度を一定に保ちます。

検出部を純水で3回以上洗浄し、強くこすらないよう注意しながら、ろ紙やキムワイプなどで水分を拭います。

中性リン酸塩標準液をビーカーに取り、検出部を浸して、温度に対するpH標準液の値に調整し、校正します(ゼロ点補正)。

検出部をpH標準液から引き上げ、純粋で3回以上洗浄し、ろ紙などで水分を拭います。

測定する試料がpH7以下(酸性)と予想される場合、フタル酸標準液またはシュウ酸塩標準液をビーカーに取り、検出部を浸して、温度に対するpH標準液の値に調整し、校正します。

試料がpH7以上(アルカリ性)と予想される場合、ホウ酸塩標準液または炭酸塩標準液を用いて、同様に校正します。

これらの操作が、スパン点補正です。

pHの指示値がpH標準液の温度に対するpHの±0.05以内に一致するまで、ゼロ点補正~スパン点補正を繰り返します。 

デジタルPH計の校正液

pH標準液の種類と品質・組成は、下記の通りです。

シュウ酸塩pH標準液は、0.05mol/kg二シュウ酸三水素カリウム水溶液で、25℃の時pH1.68です。

フタル酸pH標準液は、0.05mol/kgフタル酸水素カリウム水溶液で、25℃の時pH4.01です。

ホウ酸塩pH標準液は、0.01mol/kg四ホウ酸ナトリウム水溶液で、25℃の時pH9.18です。

炭酸塩pH標準液は、0.025mol/kg炭酸水素ナトリウム、0.025mol/kg炭酸ナトリウム溶液で、pH10.02です。

中性リン酸塩標準液は、0.025mol/kgリン酸に水素カリウム、0.025mol/kgリン酸水素二ナトリウム水溶液で、25℃の時pH6.86です。 

参考文献
https://www.yokogawa.co.jp/library/resources/faqs/an-ph-orp-02-measuring-methods/
https://www.jsac.or.jp/bunseki/pdf/bunseki2020/202005p161.pdf
https://www.horiba.com/jp/application/material-property-characterization/water-analysis/water-quality-electrochemistry-instrumentation/the-story-of-ph-and-water-quality/the-basis-of-ph/measuring-ph-using-a-glass-electrode/
https://www.horiba.com/jp/application/material-property-characterization/water-analysis/water-quality-electrochemistry-instrumentation/the-story-of-ph-and-water-quality/qa-ph/calibration/2/
https://www.horiba.com/jp/application/material-property-characterization/water-analysis/water-quality-electrochemistry-instrumentation/the-story-of-ph-and-water-quality/the-basis-of-ph/measuring-ph-using-a-glass-electrode/calibration/
http://www.y-dkk.com/yusb01setu07.shtml
https://kikakurui.com/z8/Z8802-2011-01.html 

デジタルPH計のメーカー情報

デジタルPH計のメーカー10社一覧


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