PH計(jì)的原理及使用概述

兔子蹬鷹

　　PH計(jì)，也被稱作酸度計(jì)，是一種常見的分析儀器，主要用來(lái)測(cè)定溶液的酸堿度。PH值，也被稱作氫離子指數(shù)，是水溶液重要的理化參數(shù)之一。為了方便表示，我們把PH值規(guī)定為溶液中離子濃度以10 為底的對(duì)數(shù)的負(fù)數(shù)，PH值等于7為中性溶液，PH值小于7為酸性溶液，PH值大于7為堿性溶液。

　　根據(jù)PH計(jì)的測(cè)量原理來(lái)分類的話，PH計(jì)的測(cè)量方法可以分為比色法和電極法兩種，測(cè)量范圍一般為0~14 pH。

　　比色法是通過(guò)測(cè)量溶液時(shí)PH試紙顏色的變化來(lái)測(cè)量溶液的實(shí)際PH值。這主要是利用了PH試紙上的比色劑可以在不同酸堿度溶液中顯示出不同的顏色這一特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行測(cè)量被測(cè)溶液的PH值的一種方法，雖然比較方便、快捷，但是此法易受溶液本身顏色或溶液中蛋白質(zhì)等物質(zhì)的干擾，并且測(cè)量精度只能達(dá)到0.5 pH。

　　電極法PH計(jì)是根據(jù)原電池的工作原理而制作的，由于不同溶液中氫離子的濃度是不相同的，當(dāng)把PH計(jì)的指示電極和參比電極同時(shí)插入某一溶液中時(shí)，在一定溫度下就會(huì)產(chǎn)生與溶液中氫離子活度有關(guān)的不同的直流電位，再通過(guò)前置放大器A/D轉(zhuǎn)換器將電位信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并以PH值的形式顯示出來(lái)。

　　對(duì)溶液中氫離子活度有響應(yīng)， 電極電位隨之而變化的電極稱為 pH指示電極或 pH測(cè)量電極。 pH指示電極有 氫電極、銻電極和玻璃電極 等幾種，但常用的是玻璃電極。玻璃電極是有玻璃支桿，以及由特殊成份組成的對(duì)氫離子敏感的玻璃膜組成。玻璃膜一般呈球泡狀，球泡內(nèi)充入內(nèi)參比溶液，插入內(nèi)參比電極 ( 一般用銀 / 氯化銀電極 ) ，用電極帽封接引出電線，裝上插口，就成為一支 pH指示電極。市場(chǎng)銷售的常用的pH指示電極是 231 玻璃 pH電極。單*支 pH指示電極是無(wú)法進(jìn)行測(cè)量的，它必須和參比電極一起才能測(cè)量。

　　對(duì)溶液中氫離子活度無(wú)響應(yīng)，具有已知和恒定的電極電位的電極稱為參比電極 。參比電極有硫酸亞汞電極、甘汞電極和銀 / 氯化銀電極等幾種。常用的是甘汞電極和銀 / 氯化銀電極。參比電極在測(cè)量電池中的作用是提供并保持一個(gè)固定的參比電勢(shì)， 因此對(duì)參比電極的要求是電勢(shì)穩(wěn)定、重現(xiàn)，溫度系數(shù)小，有電流通過(guò)時(shí)極化電勢(shì)小。市場(chǎng)銷售的常用的參比電極為 232 參比電極。

　　將 pH玻璃電極和參比電極組合在一起的電極就稱為 pH復(fù)合電極。外殼為塑料的就稱為塑殼 pH復(fù)合電極。外殼為玻璃的就稱為玻璃 pH復(fù)合電極。復(fù)合電極的優(yōu)點(diǎn)是合二為一， 使用方便。 pH復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)主要由電極球泡、玻璃支持桿、內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液、外殼、外參比電極、外參比溶液、液接界、電極帽、電極導(dǎo)線、插口等組成。

　　⑴電極球泡：它是由具有氫功能的鋰玻璃熔融吹制而成，呈球形，膜厚在 0.1 ～0.2mm左右，電阻值 <250兆歐(25℃)。

　　⑵玻璃支持管： 是支持電極球泡的玻璃管體 , 由電絕緣性優(yōu)良的鉛玻璃制成，其膨脹系數(shù)應(yīng)與電極球泡玻璃一致。

　　⑶內(nèi)參比電極：為銀 / 氯化銀電極，主要作用是引出電極電位，要求其電位穩(wěn)定，溫度系數(shù)小。

　　⑷內(nèi)參比溶液：零電位為 7pH的內(nèi)參比溶液，是中性磷酸鹽和KCl的混合溶液，玻璃電極與參比電極構(gòu)成電池建立零電位的 pH值，主要取決于內(nèi)參比溶液的 pH值及氯離子濃度。

　　⑸電極塑殼：電極塑殼是支持玻璃電極和液接界，盛放外參比溶液的殼體，由聚碳酸酯塑壓成型。

　　⑹外參比電極： 為銀 / 氯化銀電極， 作用是提供與保持一個(gè)固定的參比電勢(shì)，要求電位穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，溫度系數(shù)小。

　　⑺外參比溶液：為 3.3mol/L 的KCl凝膠電解質(zhì)，不易流失，無(wú)需添加。

　　⑻砂芯液接界：液接界是構(gòu)通外參比溶液和被測(cè)溶液的連接部件，要求滲透量穩(wěn)定。

　　⑼電極導(dǎo)線：為低噪音金屬屏蔽線，內(nèi)芯與內(nèi)參比電極連接，屏蔽層與外參比電極連接。

　　目前實(shí)驗(yàn)室使用的電極都是復(fù)合電極， 其優(yōu)點(diǎn)是使用方便， 不受氧化性或還原性物質(zhì)的影響，且平衡速度較快。使用時(shí)，將電極加液口上所套的橡膠套和下端的橡皮套全取下，以保持電極內(nèi)KCl溶液的液壓差。

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