pH計(jì)是一種用于測(cè)量溶液酸度或堿度的儀器,也稱為pH。pH是描述酸度或堿度程度的測(cè)量單位。它的測(cè)量范圍為0到14。
pH值提供的定量信息表示酸或堿在氫離子活性方面的活性程度。物質(zhì)的pH值與氫離子[H+]和羥基離子[OH-]濃度的比值直接相關(guān)。如果H+濃度大于OH-,則材料呈酸性;即pH值小于7。如果OH-濃度大于H+,則材料為堿性,pH值大于7。如果存在等量的H+和OH-離子,則材料為中性,pH值為7。酸和堿分別有游離氫和羥基離子。在給定的一組條件下,給定溶液中氫離子和羥基離子之間的關(guān)系是恒定的,任何一個(gè)都可以通過知道另一個(gè)來確定。
pH值測(cè)量
pH值的粗略指示可以使用pH試紙或指示劑獲得,這些試紙或指示劑會(huì)隨著pH值的變化而變色。這些指標(biāo)的準(zhǔn)確性有限,在有色或渾濁的樣本中很難正確解釋。
使用pH計(jì)可以獲得更準(zhǔn)確的pH測(cè)量值。pH測(cè)量系統(tǒng)由三部分組成:pH測(cè)量電極、參比電極和高輸入阻抗計(jì)。pH電極可以看作是一個(gè)電池,其電壓隨被測(cè)溶液的pH值而變化。pH測(cè)量電極是一個(gè)氫離子敏感的玻璃燈泡,其毫伏輸出隨著燈泡內(nèi)外相對(duì)氫離子濃度的變化而變化。參比電極輸出不隨氫離子的活性而變化。pH電極具有非常高的內(nèi)阻,使得電壓隨pH值的變化難以測(cè)量。因此,pH計(jì)的輸入阻抗和漏電阻是重要因素。pH計(jì)基本上是一個(gè)高阻抗放大器,可以精確測(cè)量微小的電極電壓,并在模擬或數(shù)字顯示器上以pH單位直接顯示結(jié)果。在某些情況下,還可以讀取特殊應(yīng)用或與離子選擇性或氧化還原電位(ORP)電極一起使用的電壓。
pH電極
pH電極技術(shù)在過去的50到60年里沒有太大變化。隨著過去30到40年的技術(shù)進(jìn)步,pH電極制造仍然是一門藝術(shù)。電極的特殊玻璃體由玻璃吹制機(jī)吹制成其配置。這不是一種非常先進(jìn)或“高科技”的工藝,而是電極制造中非常關(guān)鍵和重要的一步。事實(shí)上,玻璃的厚度決定了其電阻并影響其產(chǎn)量。
溫度補(bǔ)償
溫度補(bǔ)償包含在儀器內(nèi),因?yàn)閜H電極和測(cè)量對(duì)溫度敏感。溫度補(bǔ)償可以是手動(dòng)或自動(dòng)的。通過手動(dòng)補(bǔ)償,需要單獨(dú)的溫度測(cè)量,pH計(jì)手動(dòng)補(bǔ)償控制可以設(shè)置近似溫度值。通過自動(dòng)溫度補(bǔ)償(ATC),來自單獨(dú)溫度探頭的信號(hào)被輸入pH計(jì),從而可以準(zhǔn)確地確定該溫度下樣品的pH值。
緩沖解決方案
緩沖液是具有恒定pH值并能夠抵抗該pH值變化的溶液。它們用于校準(zhǔn)pH測(cè)量系統(tǒng)(電極和儀表)。一個(gè)電極和另一個(gè)電極的輸出之間可能存在微小差異,以及電極輸出隨時(shí)間的變化。因此,必須定期校準(zhǔn)系統(tǒng)。緩沖液的pH值范圍很廣,既有預(yù)混合的液體形式,也有方便的干粉膠囊。大多數(shù)pH計(jì)需要在幾個(gè)特定的pH值下進(jìn)行校準(zhǔn)。通常在等電位點(diǎn)附近進(jìn)行一次校準(zhǔn)(電極在pH 7時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)在25°C時(shí)為0 mV),第二次校準(zhǔn)通常在pH 4或pH 10時(shí)進(jìn)行。最好選擇盡可能接近待測(cè)樣品實(shí)際pH值的緩沖液。