pH计是一种用于测量溶液酸度或碱度的仪器,也称为pH。pH是描述酸度或碱度程度的测量单位。它的测量范围为0到14。
pH值提供的定量信息表示酸或碱在氢离子活性方面的活性程度。物质的pH值与氢离子[H+]和羟基离子[OH-]浓度的比值直接相关。如果H+浓度大于OH-,则材料呈酸性;即pH值小于7。如果OH-浓度大于H+,则材料为碱性,pH值大于7。如果存在等量的H+和OH-离子,则材料为中性,pH值为7。酸和碱分别有游离氢和羟基离子。在给定的一组条件下,给定溶液中氢离子和羟基离子之间的关系是恒定的,任何一个都可以通过知道另一个来确定。
pH值测量
pH值的粗略指示可以使用pH试纸或指示剂获得,这些试纸或指示剂会随着pH值的变化而变色。这些指标的准确性有限,在有色或浑浊的样本中很难正确解释。
使用pH计可以获得更准确的pH测量值。pH测量系统由三部分组成:pH测量电极、参比电极和高输入阻抗计。pH电极可以看作是一个电池,其电压随被测溶液的pH值而变化。pH测量电极是一个氢离子敏感的玻璃灯泡,其毫伏输出随着灯泡内外相对氢离子浓度的变化而变化。参比电极输出不随氢离子的活性而变化。pH电极具有非常高的内阻,使得电压随pH值的变化难以测量。因此,pH计的输入阻抗和漏电阻是重要因素。pH计基本上是一个高阻抗放大器,可以精确测量微小的电极电压,并在模拟或数字显示器上以pH单位直接显示结果。在某些情况下,还可以读取特殊应用或与离子选择性或氧化还原电位(ORP)电极一起使用的电压。
pH电极
pH电极技术在过去的50到60年里没有太大变化。随着过去30到40年的技术进步,pH电极制造仍然是一门艺术。电极的特殊玻璃体由玻璃吹制机吹制成其配置。这不是一种非常先进或“高科技”的工艺,而是电极制造中非常关键和重要的一步。事实上,玻璃的厚度决定了其电阻并影响其产量。
温度补偿
温度补偿包含在仪器内,因为pH电极和测量对温度敏感。温度补偿可以是手动或自动的。通过手动补偿,需要单独的温度测量,pH计手动补偿控制可以设置近似温度值。通过自动温度补偿(ATC),来自单独温度探头的信号被输入pH计,从而可以准确地确定该温度下样品的pH值。
缓冲解决方案
缓冲液是具有恒定pH值并能够抵抗该pH值变化的溶液。它们用于校准pH测量系统(电极和仪表)。一个电极和另一个电极的输出之间可能存在微小差异,以及电极输出随时间的变化。因此,必须定期校准系统。缓冲液的pH值范围很广,既有预混合的液体形式,也有方便的干粉胶囊。大多数pH计需要在几个特定的pH值下进行校准。通常在等电位点附近进行一次校准(电极在pH 7时产生的信号在25°C时为0 mV),第二次校准通常在pH 4或pH 10时进行。最好选择尽可能接近待测样品实际pH值的缓冲液。