pH計，是指用來測定溶液酸堿度值的儀器。pH計是利用原電池的工作的，既與的自身屬性有關，還與溶液里的氫離子濃度有關。原電池的電動勢和氫離子濃度之間存在對應關系，氫離子濃度的負對數(shù)即為pH值。pH計是一種常見的分析儀器，廣泛應用在農業(yè)、環(huán)保和工業(yè)等。土壤pH值是土壤重要的基本性質之一。在pH測定過程中應考慮待測溶液溫度及離子強度等因素。
原理

H2O+ H2O=H3O+ OHˉ，由于水合氫離子(H3O)的濃度是與氫離子(H)濃度等看待，上式可以簡化成下述常用的形式:

 

H2O=H+ OHˉ

 

此處正的氫離子，人們在化學中表示為"H離子"或"氫核"。水合氫核表示為"水合氫離子"。負的氫氧根離子稱為"氫氧化物離子"。

 

利用質量作用定律，對于純水的離解可以找到一平衡常數(shù)加以表示:

 

K=H3O×OH----H2O

 

由于水只有少量被離解，因此水的質量摩爾濃度實際為一常數(shù)，并且有平衡常數(shù)K可求出水的離子積KW。

 

KW=K×H2O KW= H3O·OH-=10·10=10mol/l(25℃)

 

也就是說對于一升純水在25℃時存在10摩爾H3O離子和10摩爾OHˉ離子。

 

在中性溶液中，氫離子H和氫氧根離子OHˉ的濃度都是10mol/l。如:

 

假如有過量的氫離子H，則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子H游離的物質。如果使OHˉ離子游離，那么溶液就是堿性的。所以，給出H值就足以表示溶液的，呈酸性還是堿性，為了免于用此分子濃度負冪指數(shù)進行運算

因此，pH值是離子濃度以10為底的對數(shù)的負數(shù):

 

改變50m的水的pH值，從pH2到pH3需要500L漂白劑。然而，從pH6到pH7只需要50L的漂白劑。

 

測量pH值的方法很多，主要有化學分析法、試紙法、電位法。現(xiàn)主要介紹電位法測得pH值。

 

電位分析法所用的電被稱為原電池。原電池是一個系統(tǒng)，它的作用是使化學反應能量轉成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢(EMF)。此電動勢(EMF)由二個半電池構成，其中一個半電池稱作指示電，它的電位與離子活度有關，如H;另一個半電池為參比半電池，通常稱作參比電，是測量溶液相通，并且與測量儀表相連。

 

此電位的測量是相對一個電位與鹽溶液的成分無關的參比電進行的。金屬導線都是覆蓋一層此種金屬的微溶性鹽(如:Ag/Agcl)，并且插入含有此種金屬鹽陰離子的電解質溶液中。此時半電池電位或電電位的大小取決于此種陰離子的活度。

 

此二種電之間的電壓遵循能斯特(NERNST)公式:

 

式中:E-電位

 

E0-電的電壓

 

R-氣體常數(shù)(8.31439焦耳/摩爾和℃)

 

T-開氏溫度(例:20℃相當于(273.15+20)293.15開爾文)

 

F-法拉常數(shù)(96493庫化/當量)

 

n-被測離子的化合價(銀=1，氫=1)

 

ln(aMe)-離子活度aMe的對數(shù)

 

將此電浸入在25℃時H3O離子含量為1mol/l溶液中便形成電化學中所有電位測量所參照的半電池電位或電電位。其中氫電作為參比電在實踐中很難實現(xiàn)，于是使用電做為參比電。其中常用的便是銀/氯化銀電。該電通過溶解的AgCl對于氯離子濃度的變化起反應。

 

此參比電的電電位通過飽和的kcl貯池(如:3mol/l kcl)來實現(xiàn)恒定。液體或凝膠形式的電解質溶液通過隔膜與被測溶液相連通。

 

利用上述的電組合-銀電和Ag/AgCl參比電可以測量膠片沖洗液中的銀離子含量。也可以將銀電換成鉑或金電進行氧化還原電位的測量。例如:某種金屬離子的氧化階段。

 

pH指示電是玻璃電。它是一支端部吹成泡狀的對于pH敏感的玻璃膜的玻璃。管內充填有含飽和AgCl的3mol/l kcl緩沖溶液，pH值為7。存在于玻璃膜二面的反映pH值的電位差用Ag/AgCl傳導系統(tǒng)，

 

導出。pH復合電和pH固態(tài)電，

 

 

將E0、R、T(298.15K即25℃)等數(shù)值代入上式既得:

 

E=59.16mv/25℃ per pH (式中已將ln(H3O)轉化為pH)

 

式中R和F為常數(shù)，n為化合價，每種離子都有其固定的值。對于氫離子來講n=1。溫度"T"做為變量，在公式中起很大作用。隨著溫度的上升，電位值將隨之增大。

 

對于每1℃的溫度變大，將引起電位0.2mv/per pH變化。用pH值來表示則每1℃1pH變化0.0033pH值。

 

這也就是說:對于20~30℃之間和7pH左右的測量不需要對溫度變化進行補償;而對于溫度>30℃或<20℃和pH值>8或6的應用場合則對溫度變化進行補償。

 

工業(yè)pH計，是一種常用的工業(yè)儀器，主要用來測量液體介質的酸堿度值。以及安裝、清洗、抗干擾等等問題的考慮

分類

 



 

可分0.2級、0.1級、0.01級。

 

按儀器體積

 

分為筆式(迷你型)、便攜式、臺式還有在線連續(xù)監(jiān)控測量的在線式。

 

根據(jù)使用的要求

 

筆式(迷你型)與便攜式pH酸堿度計一般是檢測人員帶到現(xiàn)場檢測使用。

 

選擇pH酸堿度計的是根據(jù)用戶測量所需的決定，而后根據(jù)用戶方便使用而選擇各式形狀的pH計。

 

◆按便攜性分的，分為:便攜式pH計，臺式pH計和筆式pH計。

 

◆按用途分為:實驗室用pH計，工業(yè)在線pH計等。

 

◆按程度分為經(jīng)濟型pH計，智能型pH計，pH計或分為指針式pH計，數(shù)顯式pH計。

 

◆筆式pH計測量范圍狹窄，為簡便儀器。

 

便攜式和臺式pH計測量范圍較廣，常用儀器，是便攜式采用直流供電，可攜帶到現(xiàn)場。實驗室pH計測量范圍廣、功能多。

 

工業(yè)用pH計是要求穩(wěn)定性好、工作可靠，環(huán)境適應能力強、抗干擾能力強，具有模擬里量輸出、數(shù)字通訊、上下限報警和控制功能等。