PH計測量原理
2025年03月19日 19:09:13
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PH計是一種常用的儀器設(shè)備，主要用于測量液體中的氫離子濃度，得出酸性、中性還是堿性的數(shù)值。主要應(yīng)用于環(huán)保、污水處理、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。pH計的全量程為0～14pH，pH=7為中性，pH＜7為酸性，pH值接近0為強酸性，pH＞7為堿性，pH值接近14為強堿性。
上圖所示的是普通PH計的原理和結(jié)構(gòu)，目前pH計上配套使用的電極大多數(shù)采用復(fù)合電極，復(fù)合電極也就是我們所說的指示電極和參比電極。將待測液體氫離子活性作為兩根電極之間產(chǎn)生的電位差，通過變送器得到傳輸信號。成為基準(zhǔn)的電極被稱為玻璃電極，從外觀來看與玻璃試管相似。但是前端為特殊玻璃制成的數(shù)十微米的薄膜玻璃，內(nèi)置有內(nèi)部緩沖液和內(nèi)部電極。內(nèi)部電極與待測液體之間有玻璃薄膜，基本上是絕緣狀態(tài)。另一端的電極成為比較電極（或參比電極），結(jié)構(gòu)與玻璃電極類似，但前段那有液接界，內(nèi)部液體與待測液體通過縫隙接觸，液接界形態(tài)多樣，包括玻璃纖維形、小孔形、陶瓷形、套管形等，根據(jù)具體用途進(jìn)行選擇。
測量液的氫離子活性會使玻璃電極的薄膜玻璃兩側(cè)之間產(chǎn)生電位差，玻璃電極的薄膜玻璃內(nèi)側(cè)電位經(jīng)過內(nèi)部緩沖液，通過內(nèi)電極導(dǎo)出；而接液的外側(cè)電位經(jīng)過待測液體-參比電極液接界-內(nèi)部液體，通過參比電極的內(nèi)部電極導(dǎo)出。兩電極的內(nèi)部電極與內(nèi)部液體之間產(chǎn)生的電位，大體相互抵消，所以能測量薄膜玻璃兩側(cè)的電位。
理論上，0～7～14pH的發(fā)生電位差在25℃時為414mV～0～-414mV左右。在能斯特方程式中，電位差大約會變化-59 mV，但實際上1pH的變化大約會變化-58 mV，此外對于強酸性與強堿性，由于玻璃膜的材質(zhì)以及液體的種類不同，會產(chǎn)生誤差。pH計的校正使用符合JIS標(biāo)準(zhǔn)的pH標(biāo)準(zhǔn)液。pH標(biāo)準(zhǔn)液包括草酸鹽、鈦酸鹽、中性磷酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、碳酸鹽。
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