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PH酸度計(jì)的相關(guān)知識(shí)
什么是PH?PH是拉丁文“Pondushydrogenii”一詞的縮寫(xiě)（Pondus=壓強(qiáng),、壓力hydrogenium=氫）,，用來(lái)量度物質(zhì)中氫離子的活性,。這一活性直接關(guān)系到水溶液的酸性、中性和堿性,。水在化學(xué)上是中性的,，但不是沒(méi)有離子，即使化學(xué)純水也有微量被離解：嚴(yán)格地講,，只有在與水分子水合作以前,，氫核不是以自由態(tài)存在,。H2O+ H2O= + OHˉ由于水全氫離子（H3O）的濃度事與氫離子（H）濃度等同看待，上式可以簡(jiǎn)化成下述常用的形式：H2O= + OHˉ此處正的氫離子人們?cè)诨瘜W(xué)中表示為“離子”或“氫核”,。水合氫核表示為“水合氫離子”,。負(fù)的氫氧根離子稱(chēng)為“氫氧化物離子”。利用質(zhì)量作用定律,，對(duì)于純水的離解可以找到一平衡常數(shù)加以表示：由于水只有極少量被離解,，因此水的克分子濃度實(shí)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-=10-7·10-7=10mol/l（25℃）也就是說(shuō),，對(duì)于一升純水在25℃時(shí)存在10-7摩爾離子和10-7摩爾OHˉ離子。在中性溶液中,，氫離子和氫氧根離子OHˉ的濃度都是10-7mol/l,。如：假如有過(guò)量的氫離子，則溶液呈酸性,。酸是能使水溶液中的氫離子游離的物質(zhì),。同樣，如果氫離子并使OHˉ離子游離,，那末溶液就是堿性的,。所以，給出值就足以表示溶液的特性,，呈酸性堿性,，為了免于用此克分子濃度負(fù)冥指數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，生物學(xué)家澤倫森（Soernsen）在1909年建議將此不便使用的數(shù)值用對(duì)數(shù)代替,，并定義為“pH值”,。數(shù)學(xué)上定義pH值為氫離子濃度的常用對(duì)數(shù)負(fù)值。即時(shí)因此,，PH值是離子濃度以10為底的對(duì)數(shù)的負(fù)數(shù)：酸中性堿
PH值改變50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(cè)量PH值的方法很多，主要有化學(xué)分析法,、試紙法,、電位法。現(xiàn)主要介紹電位法測(cè)得PH值,。電位分析法所用的電極被稱(chēng)為原電池,。原電池是一個(gè)系統(tǒng)，它的作用是使化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)成為電能,。此電池的電壓被稱(chēng)為電動(dòng)勢(shì)（EMF）,。此電動(dòng)勢(shì)（EMF）由二個(gè)半電池構(gòu)成,。其中一個(gè)半電池稱(chēng)作測(cè)量電極，它的電位與特定的離子活度有關(guān)如：另一個(gè)半電池為參比半電池,，通常稱(chēng)作參比電極,，它一般是測(cè)量溶液相通，并且與測(cè)量?jī)x表相連,。例如,，一支電極由一根插在含有銀離子的鹽溶液中的一根銀導(dǎo)線(xiàn)制成，在導(dǎo)線(xiàn)和溶液的界面處,，由于金屬和鹽溶液二種物相中銀離子的不同活度,，便形成離子的充電過(guò)程，并形成一定的電位差,。失去電子的銀離子進(jìn)溶液,。當(dāng)沒(méi)有施加外電流進(jìn)行反充電，也就是說(shuō)沒(méi)有電流的話(huà),，這一過(guò)程zui終會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡,。在這種平衡狀態(tài)下存在的電壓被稱(chēng)為半電池電位或電極電位。這種（如上所述）由金屬和含有此金屬離子的溶液組成的電極被稱(chēng)為*類(lèi)電極,。此電位的測(cè)量是相對(duì)一個(gè)電位與鹽溶液的成分無(wú)關(guān)的參比電極進(jìn)行的,。這種具有獨(dú)立電位的參比電極也被稱(chēng)為第二電極。對(duì)于此類(lèi)電極,，金屬導(dǎo)線(xiàn)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限離子的電解質(zhì)溶液中,。此時(shí)半電池電位或電極電位的大小取決于此種陰離子的活度,。此二種電極之間的電壓遵循能斯特（NERNST）公式：E=E0+ R·T·1n a Men·F式中：E—電位E0—電極的標(biāo)準(zhǔn)電壓R—氣體常數(shù)（8.31439焦耳/摩爾和℃）T—開(kāi)氏溫度（例：20℃=273+293開(kāi)爾文）F—法拉弟常數(shù)（96493庫(kù)化/當(dāng)量）n—被測(cè)離子的化合價(jià)（銀=1，氫=1）aMe—離子的活度標(biāo)準(zhǔn)氫電極是所有電位測(cè)量的參比點(diǎn),。標(biāo)準(zhǔn)氫電極是一根鉑絲,，用電解的方法鍍（涂覆）上氯化鉑，并且在四周充入氫氣（固定壓力為1013hpa）構(gòu)成的,。將此電極浸入在25℃時(shí)離子含量為1mol/l溶液中,，便形成電化學(xué)中所有電位測(cè)量所參照的半電池電位或電極電位。其中氫電極做為參比電極在實(shí)踐中很難實(shí)現(xiàn),，于是使用第二類(lèi)電極做為參比電極,。其中zui常用的便是銀/氯化銀電極 。該電極通過(guò)溶解的AgCl對(duì)于氯離子濃度的變化起反應(yīng),。此參比電極的電極電位通過(guò)飽和的kcl貯池（如：3mol/lkcl）來(lái)實(shí)現(xiàn)恒定,。液體或凝膠形式的電解質(zhì)溶液通過(guò)隔膜與被測(cè)溶液相連通。利用上述的電極組合—銀電極和Ag/AgCl參比電極可以測(cè)量膠片沖洗液中的銀離子含量,。也可以將銀電極換成鉑或金電極進(jìn)行氧化還原電位的測(cè)量,。例如：某種金屬離子的氧化階段,。zui常用的PH指示電極是玻璃電極。它是一支端部吹成泡狀的對(duì)于pH敏感的玻璃膜的玻璃管,。管內(nèi)充填有含飽和AgCl的3mol/lkcl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(dǎo)系統(tǒng),，如第二電極,，導(dǎo)出。PH復(fù)合電極如圖（一）此電位差遵循能斯特公式：E=E0+ R·T·1n a H3O+n·FE=59.16mv/25℃per pH式中R和F為常數(shù),，n為化合價(jià),，每種離子都有其固定的值。對(duì)于氫離子來(lái)講,，n=1,。溫度“T”做為變量，在能斯特公式中起很大作用,。隨著溫度的上升,，電位值將隨之增大。對(duì)于每1℃的溫度變大,，將引起電位0.2mv/per pH變化,。用pH值來(lái)表示，則每1℃第1pH變化0.0033pH值,。這也就是說(shuō)：對(duì)于20~30℃之間和7pH左右的測(cè)量來(lái)講,，不需要對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償;而對(duì)于溫度>30℃或<20℃和pH值>8pH或6pH的應(yīng)用場(chǎng)合則必須對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。從以上我們對(duì)PH測(cè)量的原理進(jìn)行了分析而得知我們只要用一臺(tái)毫伏計(jì)即可把PH值顯示出來(lái)PH酸度計(jì)的分類(lèi)人們根據(jù)生產(chǎn)與生活的需要,，科學(xué)地研究生產(chǎn)了許多型號(hào)的酸度計(jì)：按測(cè)量精度上可分0.2級(jí),、0.1級(jí)、0.01級(jí)或更高精度按儀器體積上分有筆式（迷你型）,、便攜式,、臺(tái)式還有在線(xiàn)連續(xù)監(jiān)控測(cè)量的在線(xiàn)式。根據(jù)使用的要求：筆式（迷你型）與便攜式PH酸度計(jì)一般是檢測(cè)人員帶到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)使用