PH计测量原理
2025年03月19日 19:09:13
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PH计是一种常用的仪器设备，主要用于测量液体中的氢离子浓度，得出酸性、中性还是碱性的数值。主要应用于环保、污水处理、医药、化工等领域。pH计的全量程为0～14pH，pH=7为中性，pH＜7为酸性，pH值接近0为强酸性，pH＞7为碱性，pH值接近14为强碱性。
上图所示的是普通PH计的原理和结构，目前pH计上配套使用的电极大多数采用复合电极，复合电极也就是我们所说的指示电极和参比电极。将待测液体氢离子活性作为两根电极之间产生的电位差，通过变送器得到传输信号。成为基准的电极被称为玻璃电极，从外观来看与玻璃试管相似。但是前端为特殊玻璃制成的数十微米的薄膜玻璃，内置有内部缓冲液和内部电极。内部电极与待测液体之间有玻璃薄膜，基本上是绝缘状态。另一端的电极成为比较电极（或参比电极），结构与玻璃电极类似，但前段那有液接界，内部液体与待测液体通过缝隙接触，液接界形态多样，包括玻璃纤维形、小孔形、陶瓷形、套管形等，根据具体用途进行选择。
测量液的氢离子活性会使玻璃电极的薄膜玻璃两侧之间产生电位差，玻璃电极的薄膜玻璃内侧电位经过内部缓冲液，通过内电极导出；而接液的外侧电位经过待测液体-参比电极液接界-内部液体，通过参比电极的内部电极导出。两电极的内部电极与内部液体之间产生的电位，大体相互抵消，所以能测量薄膜玻璃两侧的电位。
理论上，0～7～14pH的发生电位差在25℃时为414mV～0～-414mV左右。在能斯特方程式中，电位差大约会变化-59 mV，但实际上1pH的变化大约会变化-58 mV，此外对于强酸性与强碱性，由于玻璃膜的材质以及液体的种类不同，会产生误差。pH计的校正使用符合JIS标准的pH标准液。pH标准液包括草酸盐、钛酸盐、中性磷酸盐、磷酸盐、硼酸盐、碳酸盐。
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