pH测量原理、装置及pH计的种类

为了快速确定各种介质的 pH 值（换句话说，酸度值），需要使用 pH 计。工业或饮用水、酸、盐或碱溶液、血液、尿液和其他体液、水果、蔬菜和其他食品、医疗药品等。 ——原则上任何东西都可以成为运筹学pH值的对象。

测量 PH 值本质上是测量介质中氢离子的活性。甚至名称 pH 本身也是从拉丁文“pondus Hydrogenii”直译为“氢的重量”。

如今，pH 计广泛应用于微生物学和医学、水处理和农业化学、土壤科学、水培学、实验室和实地研究、化学和食品工业、水族养殖以及许多其他领域。

现代 pH 计可让您准确快速地确定 pH 值。如果pH为7，则介质呈中性，如蒸馏水，其中正氢离子H+和负氢氧根离子OH-均分。如果酸度大于 7，则介质呈碱性。如果 pH 小于 7，则介质呈酸性。

尽管化学家总是能够通过经典方法使用指示剂（例如酚酞）来确定介质的酸度，但是，在某些过程中，只需要准确地量化该指示剂，有时还需要不断监测它，安排更正它。这就是发明 pH 计的目的。

pH 计实际上是一个电子毫伏表，因为它测量一对电极的电化学系统和放置它们的测试介质之间的电位差。的确，设备的刻度在这里不是以毫伏为单位，而是以 pH 为单位，因为测得的 EMF 与 pH 成正比。

两个电极：一个玻璃指示剂（氧化剂不怕硼硅酸盐玻璃）和氯化银——一个附加的参比电极。玻璃电极的电阻非常高，几十兆欧，这只是基本要求——探头电阻不低于0.1 GΩ。使用已知 pH 值的缓冲溶液校准 pH 计。

由于 EMF 值受温度影响，因此每个此类测量设备都具有温度补偿，可在 + 25°C 以外的温度下进行测量。但是为了达到非常高的精度，需要在+25°C的温度下进行精确测量，这就是为什么很多pH计都配备了内置温度计，这样你就可以立即跟踪介质的温度在研究的过程。

指示器玻璃电极呈管状，末端有一个薄壁球，由特殊的导电硼硅酸盐玻璃制成，基本上连接到电路。正 H + 离子在这种玻璃内部的移动使其成为可能（玻璃内部的阳离子相对于硅酸的聚阴离子移动）。将氯化银在盐酸溶液中的悬浮液倒入试管中，然后将银线浸入其中 - 这就是获得氯化银电极的方法。

将玻璃电极降低到测试介质中，通过将额外的参考电极（氯化钾溶液中的汞甘汞糊）放入其中（通过电解开关或直接）来闭合电路。氯化钾在电池的汞-甘汞部分和测试介质之间产生接触。这个附加电极通常放置在 H + 离子无法渗透的玻璃外壳中。

参比电极中的氯化钾溶液与试液的导电接触是通过玻璃壳中的细线或毛细管形成的。这样，由参比电极和氯化银电极得到原电池，并且电池的电解质部分包括导电玻璃膜和测试环境。

电极系统的 EMF 用毫伏表测量，其刻度以 pH 计。来自氯化银电极的电子在被测电动势的作用下转移到参比电极，这总是伴随着等量的质子从玻璃电极内部转移到介质中。

如果在这种情况下我们将正氢离子 H + 的浓度取为玻璃电极常数，则 EMF 将是 H + 活性的函数，即所研究介质 pH 值的函数。

现代型号的 pH 计的工作归功于执行温度补偿并解决许多相关任务的微处理器。设备越复杂，它可以解决的任务就越多。仪器的精度等级因型号而异，可以针对不同的应用选择合适的 pH 计。

有袖珍型家用pH计，有专业的实验室用的、便携式的和工业固定式的。有些pH计测量介质中的离子浓度、硝酸盐含量等，具有存储结果的内置存储器，具有与计算机通讯的能力和通过反馈回路调整参数的功能。