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PH計
PH計是一種常用的儀器設備,主要用來精密測量液體介質的酸堿度值,配上相應的離子選擇電極也可以測量離子電極電位MV值，廣泛應用於工業,農業,科研,環保等領域. PH酸堿度計的定義、原理與測量方法
什麼是PH？PH是拉丁文“Pondus hydrogenii”一詞的縮寫（Pondus=壓強、壓力hydrogenium=氫），用來量度物質中氫離子的活性。這一活性直接關係到水溶液的酸性、中性和堿性。水在化學上是中性的，但不是沒有離子，即使化學純水也有微量被離解：嚴格地講，隻有在與水分子水合作用以前，氫核不是以自由態存在。 H2O+ H2O=H3O++ OHˉ 由於水全氫離子（H3O）的濃度事與氫離子（H）濃度等同看待，上式可以簡化成下述常用的形式：
H2O=H++ OHˉ
此處正的氫離子人們在化學中表示為“H+離子”或“氫核”。水合氫核表示為“水合氫離子”。負的氫氧根離子稱為“氫氧化物離子”。 利用質量作用定律，對於純水的離解可以找到一平衡常數加以表示： K = H3O+・OH- ―――――― H2O 由於水隻有極少量被離解，因此水的克分子濃度實際為一常數，並且有平衡常數K可求出水的離子積KW。 KW=K×H2O KW= H3O+・OH－=10－7・10－7=10mol/l(25℃) 也就是說對於一升純水在25℃時存在10－7摩爾H3O+離子和10－7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10－7mol/l。如： 假如有過量的氫離子H+，則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子H+遊離的物質。同樣，如果氫離子H+並使OHˉ離子遊離，那末溶液就是堿性的。所以，給出CH+值就足以表示溶液的特性，呈酸性堿性，
為了免於用此克分子濃度負冥指數進行運算，生物學家澤倫森（Soernsen）在1909年建議將此不便使用的數值用對數代替，並定義為“PH值”。數學上定義PH值為氫離子濃度的常用對數負值。即 因此，PH值是離子濃度以10為底的對數的負數： 改變50m3的水的PH值，從PH2到PH3需要500L漂白劑。然而，從PH6到PH7隻需要50L的漂白劑。
測量PH值的方法很多，主要有化學分析法、試紙法、電位法。現主要介紹電位法測得PH值。 電位分析法所用的電極被稱為原電池。原電池是一個係統，它的作用是使化學反應能量轉成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢（EMF）。此電動勢（EMF）由二個半電池構成，其中一個半電池稱作測量電極，它的電位與特定的離子活度有關，如H+；另一個半電池為參比半電池，通常稱作參比電極，它一般是測量溶液相通，並且與測量儀表相連。 例(li)如(ru)，一(yi)支(zhi)電(dian)極(ji)由(you)一(yi)根(gen)插(cha)在(zai)含(han)有(you)銀(yin)離(li)子(zi)的(de)鹽(yan)溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)一(yi)根(gen)銀(yin)導(dao)線(xian)製(zhi)成(cheng)，在(zai)導(dao)線(xian)和(he)溶(rong)液(ye)的(de)界(jie)麵(mian)處(chu)，由(you)於(yu)金(jin)屬(shu)和(he)鹽(yan)溶(rong)液(ye)二(er)種(zhong)物(wu)相(xiang)中(zhong)銀(yin)離(li)子(zi)的(de)不(bu)同(tong)活(huo)度(du)，形(xing)成(cheng)離(li)子(zi)的(de)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)，並(bing)形(xing)成(cheng)一(yi)定(ding)的(de)電(dian)位(wei)差(cha)。失(shi)去(qu)電(dian)子(zi)的(de)銀(yin)離(li)子(zi)進(jin)溶(rong)液(ye)。當(dang)沒(mei)有(you)施(shi)加(jia)外(wai)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)反(fan)充(chong)電(dian)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)沒(mei)有(you)電(dian)流(liu)的(de)話(hua)，這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)最(zui)終(zhong)會(hui)達(da)到(dao)一(yi)個(ge)平(ping)衡(heng)。在(zai)這(zhe)種(zhong)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)態(tai)下(xia)存(cun)在(zai)的(de)電(dian)壓(ya)被(bei)稱(cheng)為(wei)半(ban)電(dian)池(chi)電(dian)位(wei)或(huo)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)。這(zhe)種(zhong)（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為第一類電極。 此(ci)電(dian)位(wei)的(de)測(ce)量(liang)是(shi)相(xiang)對(dui)一(yi)個(ge)電(dian)位(wei)與(yu)鹽(yan)溶(rong)液(ye)的(de)成(cheng)分(fen)無(wu)關(guan)的(de)參(can)比(bi)電(dian)極(ji)進(jin)行(xing)的(de)。這(zhe)種(zhong)具(ju)有(you)獨(du)立(li)電(dian)位(wei)的(de)參(can)比(bi)電(dian)極(ji)也(ye)被(bei)稱(cheng)為(wei)第(di)二(er)電(dian)極(ji)。對(dui)於(yu)此(ci)類(lei)電(dian)極(ji)，金(jin)屬(shu)導(dao)線(xian)都(dou)是(shi)覆(fu)蓋(gai)一(yi)層(ceng)此(ci)種(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)微(wei)溶(rong)性(xing)鹽(yan)（如：Ag/AgCL），並且插入含有此種金屬鹽限離子的電解質溶液中。此時半電池電位或電極電位的大小取決於此種陰離子的活度。 此二種電極之間的電壓遵循能斯特（NERNST）公式： E = E0+ R・T ―― ・1n aMe n・F 式中：E―電位 E0―電極的標準電壓 R―氣體常數（8.31439焦耳/摩爾和℃） T―開氏絕對溫度（例：20℃=273+293開爾文） F―法拉弟常數（96493庫化/當量） n―被測離子的化合價（銀=1，氫=1） aMe―離子的活度 標準氫電極是所有電位測量的參比點。標準氫電極是一根鉑絲，用電解的方法鍍（塗覆）上氯化鉑，並且在四周充入氫氣（固定壓力為1013hpa）構成的。 將此電極浸入在25℃時H3O+離子含量為1mol/lrongyezhongbianxingchengdianhuaxuezhongsuoyoudianweiceliangsuocanzhaodebandianchidianweihuodianjidianwei。qizhongqingdianjizuoweicanbidianjizaishijianzhonghennanshixian，yushishiyongdierleidianjizuoweicanbidianji。qizhongzuichangyongdebianshiyin/氯化銀電極。該電極通過溶解的AgCl對於氯離子濃度的變化起反應。 此參比電極的電極電位通過飽和的kcl貯池（如：3mol/l kcl）來實現恒定。液體或凝膠形式的電解質溶液通過隔膜與被測溶液相連通。 利用上述的電極組合―銀電極和Ag/AgCl參比電極可以測量膠片衝洗液中的銀離子含量。也可以將銀電極換成鉑或金電極進行氧化還原電位的測量。例如：某種金屬離子的氧化階段。
最常用的PH指示電極是玻璃電極。它是一支端部吹成泡狀的對於PH敏感的玻璃膜的玻璃。管內充填有含飽和AgCl的3mol/l kcl緩衝溶液，PH值為7。存在於玻璃膜二麵的反映PH值的電位差用Ag/AgCl傳導係統， 如第二電極，導出。PH複合電極和PH固態電極，如圖 此電位差遵循能斯特公式： E= E0+ R・T ―― ・1n a H3O+ n・F E=59.16mv/25℃ per PH 式中R和F為常數，n為化合價，每種離子都有其固定的值。對於氫離子來講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。 對於每1℃的溫度變大，將引起電位0.2mv/per PH變化。用PH值來表示則每1℃第1PH變化0.0033PH值。 這也就是說：對於20～30℃之間和7PH左右的測量不需要對溫度變化進行補償；而對於溫度＞30℃或＜20℃和PH值＞8PH或6PH的應用場合則必須對溫度變化進行補償。 圖1：PH值一電位一離子濃度之間的關係 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 OH離子 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 H 離子 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 PH +414.4 +.59.2 0 -59.2 -414.4 mv/25℃
從以上我們對PH測量的原理進行了分析而得知我們隻要用一台毫伏計即可把PH值顯示出來 PH酸堿度計的分類 人們根據生產與生活的需要，科學地研究生產了許多型號的酸堿度計： 按測量精度上可分0.2級、0.1級、0.01級或更高精度 按儀器體積上分有筆式（迷你型）、便攜式、台式還有在線連續監控測量的在線式。 根據使用的要求： 筆式（迷你型）與便攜式PH酸堿度計一般是檢測人員帶到現場檢測使用。 選擇PH酸堿度計的精度級別是根據用戶測量所需的精度決定，而後根據用戶方便使用而選擇各式形狀的PH計。
結束語：
國外PH酸堿度計是上個世紀初開展研究發展，中國於上個世紀中葉也開始研究生產，近二十年PH酸堿度計迅猛發展，不管是質量與多功能性都可滿足人們的使用的需要。 目前隨著人們對PH的酸堿度計的使用與研究和科學技術的不斷發展，PH酸堿度計的電極與儀器都將有很大的發展，它將以更精確的測量和更方便人們的使用為目標，不斷發展。
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