pH 是用于測量水溶液中氫離子濃度的單位。簡單來說，它是決定溶液酸堿度的指標(biāo)。水溶液的pH值范圍為1-14，其中pH 7.0表示中性溶液。液體中H+的濃度越高，溶液的pH值越低；相反，pH值越高，液體中氫離子的濃度越低。溶液的pH 值可以使用兩種方法測量：pH試紙和pH 計。由于pH試紙的pH讀數(shù)不是很準(zhǔn)確，為了獲得更準(zhǔn)確的pH值，廣泛使用pH計。
pH計是測量pH 電極和參比電極之間的電位差。計算出的電位差與溶液的pH值有關(guān)。探頭采用三合一設(shè)計，由玻璃電極、參比電極和溫度探頭組成。探針的一端包含一個靈敏的玻璃尖端，可檢測溶液的酸度或堿度。相比之下，探頭的另一端連接到測量和顯示pH值的電子儀表。探頭中的溫度檢測器有助于檢測溶液的溫度。玻璃電極：是一種狹窄的管狀結(jié)構(gòu)，通常由玻璃制成，末端具有高靈敏度的玻璃結(jié)構(gòu)。它還由涂有氯化銀的銀線浸入電解質(zhì)中作為電極組成。玻璃電極有助于測量玻璃膜上的電位變化。參比電極：它是一個玻璃管狀結(jié)構(gòu)，由浸入氯化鉀電解質(zhì)溶液中的氯化銀制成的金屬導(dǎo)體組成。電極僅通過陶瓷連接器與測試溶液接觸。參比電極用于提供穩(wěn)定的零電壓連接并幫助完成電路。因此，它對溶液的pH值不敏感。靜電計/電壓計：連接pH電極，可以測量電路中最小的電位差。
pH計的主要工作原理是樣品溶液中的離子通過玻璃膜交換到玻璃電極的內(nèi)部溶液（pH緩沖液）中，從而產(chǎn)生電壓。因此，pH計的結(jié)果基于電壓、離子濃度和pH 讀數(shù)之間的組合關(guān)系。測量pH時，當(dāng)pH計的一對玻璃電極和參比電極（或組合電極）浸入溶液中時，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，玻璃膜與溶液交換氫離子，產(chǎn)生電位差，這是通過銀電極測量的。通過接收并傳遞至靜電計/電壓表，電壓表測量出溶液產(chǎn)生的電壓，根據(jù)能斯特方程，該電壓相當(dāng)于pH 值。
pH計類型
1、筆式pH計：這些類型的pH 計將pH 計、顯示屏和電極設(shè)計為一體，便于運(yùn)輸和使用。它們是袖珍型的，通常是最便宜的pH 計。
2、手持式pH計：它們通常比筆式測試儀稍大，由與儀表分開的電極組成。根據(jù)pH測量需要，可以更換其電極。
3、臺式pH計：這些類型的pH 計比其他pH 計更準(zhǔn)確。因此，它們非常適合實(shí)驗(yàn)室或?qū)I(yè)人員。同樣，它們可以安裝在桌子或墻上。
溶液溫度的變化會影響pH測量結(jié)果。目前大多數(shù)臺式pH 計都配備了溫度補(bǔ)償系統(tǒng)。溫度補(bǔ)償系統(tǒng)使用溫度傳感器測量溶液的溫度，并根據(jù)溫度值自動調(diào)整pH 讀數(shù)。
二、pH計使用方法
pH計的操作程序
打開pH 計并等待足夠的時間進(jìn)行初始化。從存儲溶液中取出電極并用去離子水沖洗。沖洗后，將電極吸干以除去多余的水。將電極放入測試溶液中，攪拌測試溶液，按下測量按鈕的同時測量pH。然后，等待1 到2 分鐘，讓讀數(shù)穩(wěn)定。一旦讀數(shù)穩(wěn)定，按下測量按鈕并記錄pH 值和溫度。完成后，取下電極，用去離子水沖洗，然后吸干。最后，將探頭浸入氯化鉀存儲溶液中。
pH計校準(zhǔn)程序
在測量每種測試溶液之前，必須使用適當(dāng)?shù)木彌_液校準(zhǔn)pH 計。校準(zhǔn)pH 計需要不止一種緩沖溶液。第一個是pH 值為7 的中性緩沖液，第二個緩沖液應(yīng)接近預(yù)期樣品的pH 值4 或9.21。pH 值較高（即9.21）的緩沖液最適合測量堿性樣品，而pH 值較低（即4.0）的緩沖液最適合測量酸性樣品。校準(zhǔn)pH 計的程序包括以下內(nèi)容；首先，用去離子水沖洗電極并吸干。將緩沖液和溶液的溫度保持在25°C。將電極浸入pH 7 或4 緩沖溶液中。確保整個電極浸入緩沖溶液中。緩慢攪拌緩沖溶液以形成均勻的混合物。輸入CAL 按鈕開始校準(zhǔn)。等待pH 值穩(wěn)定，然后按ENTER 停止讀數(shù)以防止進(jìn)一步波動。最后，用緩沖液清洗電極并進(jìn)一步用于測定測試樣品的pH值。
三、使用過程中的問題與注意事項(xiàng)
1、已知pH 值的緩沖溶液需要正確校準(zhǔn)的pH 計。使用后務(wù)必將電極浸入存儲緩沖液中。切勿將電極直接暴露在空氣中，否則可能會導(dǎo)致其脫水。如果電極意外脫水，請在使用前將其浸泡在存儲緩沖液中過夜，但脫水通常會縮短電極的壽命。使用后切勿弄臟電極。
2、讀數(shù)前務(wù)必用去離子水清潔電極并輕輕擦拭，因?yàn)檫^度擦拭電極上的存儲溶液可能會在玻璃電極中引入少量電荷。
3、切勿將電極浸入牛奶或瓊脂等粘性溶液中，此類溶液會沉積在玻璃電極表面，導(dǎo)致電極停止工作。
4、請勿將電極長時間存放在去離子水中。由于電極具有離子特性，當(dāng)浸入水中時，離開電極的離子將嘗試保持水中的離子溶液以創(chuàng)造更多平衡。因此，在保存液不足的情況下，可以將電極保存在去離子水中，但不能長期保存。電極應(yīng)完全浸入存儲緩沖液中以避免脫水。
5、pH讀數(shù)應(yīng)在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行，因?yàn)闇囟茸兓赡懿粶?zhǔn)確。不斷攪拌測試溶液中的電極，使混合物適當(dāng)均勻化，以獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)。
6、測量含有堿金屬氧化物的溶液時可能會發(fā)生pH 漂移。對于堿金屬，例如氧化鈉，鈉離子不會像缺電子原子（例如硼）那樣與氧結(jié)合。如果玻璃與液體接觸，而液體處于酸性或中性環(huán)境，則氫離子的存在是必不可少的。氫離子和鈉離子會發(fā)生交換，其結(jié)果相當(dāng)于原始骨架中的ONa。換算成OH；這些氫離子被消耗，pH值自然上升。
7、測量pH 值時，您應(yīng)該注意讀數(shù)可能會因溫度變化和二氧化碳吸收而波動。同時，要注意設(shè)備如果配備了溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，根據(jù)溫度值可以自動調(diào)整pH 讀數(shù)。
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