pH計(jì)，是指用來(lái)測(cè)定溶液酸堿度值的儀器。pH計(jì)是利用原電池的工作的，既與的自身屬性有關(guān)，還與溶液里的氫離子濃度有關(guān)。原電池的電動(dòng)勢(shì)和氫離子濃度之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)即為pH值。pH計(jì)是一種常見(jiàn)的分析儀器，廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、環(huán)保和工業(yè)等。土壤pH值是土壤重要的基本性質(zhì)之一。在pH測(cè)定過(guò)程中應(yīng)考慮待測(cè)溶液溫度及離子強(qiáng)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(jiǎn)化成下述常用的形式:

H2O=H+ OHˉ

此處正的氫離子，人們?cè)诨瘜W(xué)中表示為"H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:

K=H3O×OH----H2O

由于水只有少量被離解，因此水的質(zhì)量摩爾濃度實(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-=10·10=10mol/l(25℃)

也就是說(shuō)對(duì)于一升純水在25℃時(shí)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(guò)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(zhì)。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(fù)冪指數(shù)進(jìn)行運(yùn)算

因此，pH值是離子濃度以10為底的對(duì)數(shù)的負(fù)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(cè)量pH值的方法很多，主要有化學(xué)分析法、試紙法、電位法?，F(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)半電池稱作指示電極，它的電位與離子活度有關(guān)，如H;另一個(gè)半電池為參比半電池，通常稱作參比電極，是測(cè)量溶液相通，并且與測(cè)量?jī)x表相連。

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。金屬導(dǎo)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(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:

式中:E-電位

E0-電極的電壓

R-氣體常數(shù)(8.31439焦耳/摩爾和℃)

T-開(kāi)氏溫度(例:20℃相當(dāng)于(273.15+20)293.15開(kāi)爾文)

F-法拉常數(shù)(96493庫(kù)化/當(dāng)量)

n-被測(cè)離子的化合價(jià)(銀=1，氫=1)

ln(aMe)-離子活度aMe的對(duì)數(shù)

將此電極浸入在25℃時(shí)H3O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。其中氫電極作為參比電極在實(shí)踐中很難實(shí)現(xiàn)，于是使用電極做為參比電極。其中常用的便是銀/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/l kcl)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。

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。管內(nèi)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(dǎo)系統(tǒng)，

導(dǎo)出。pH復(fù)合電極和pH固態(tài)電極，

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(zhuǎn)化為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℃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>8或6的應(yīng)用場(chǎng)合則對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。

工業(yè)pH計(jì)，是一種常用的工業(yè)儀器，主要用來(lái)精密測(cè)量液體介質(zhì)的酸堿度值。以及安裝、清洗、抗干擾等等問(wèn)題的考慮

分類

按測(cè)量精度

可分0.2級(jí)、0.1級(jí)、0.01級(jí)或好精度。

按儀器體積

分為筆式(迷你型)、便攜式、臺(tái)式還有在線連續(xù)監(jiān)控測(cè)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(jì)一般是檢測(cè)人員帶到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)使用。

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

◆按便攜性分的，分為:便攜式pH計(jì)，臺(tái)式pH計(jì)和筆式pH計(jì)。

◆按用途分為:實(shí)驗(yàn)室用pH計(jì)，工業(yè)在線pH計(jì)等。

◆按程度分為經(jīng)濟(jì)型pH計(jì)，智能型pH計(jì)，精密型pH計(jì)或分為指針式pH計(jì)，數(shù)顯式pH計(jì)。

◆筆式pH計(jì)測(cè)量范圍狹窄，為簡(jiǎn)便儀器。

便攜式和臺(tái)式pH計(jì)測(cè)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(chǎng)。實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)測(cè)量范圍廣、功能多、測(cè)量精度好。

工業(yè)用pH計(jì)是要求穩(wěn)定性好、工作可靠，有測(cè)量精度、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)，具有模擬里量輸出、數(shù)字通訊、上下限報(bào)警和控制功能等。