pH计，是指用来测定溶液酸碱度值的仪器。pH计是利用原电池的工作的，既与的自身属性有关，还与溶液里的氢离子浓度有关。原电池的电动势和氢离子浓度之间存在对应关系，氢离子浓度的负对数即为pH值。pH计是一种常见的分析仪器，广泛应用在农业、环保和工业等。土壤pH值是土壤重要的基本性质之一。在pH测定过程中应考虑待测溶液温度及离子强度等因素。
原理

H2O+ H2O=H3O+ OHˉ，由于水合氢离子(H3O)的浓度是与氢离子(H)浓度等看待，上式可以简化成下述常用的形式:

 

H2O=H+ OHˉ

 

此处正的氢离子，人们在化学中表示为"H离子"或"氢核"。水合氢核表示为"水合氢离子"。负的氢氧根离子称为"氢氧化物离子"。

 

利用质量作用定律，对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示:

 

K=H3O×OH----H2O

 

由于水只有少量被离解，因此水的质量摩尔浓度实际为一常数，并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。

 

KW=K×H2O KW= H3O·OH-=10·10=10mol/l(25℃)

 

也就是说对于一升纯水在25℃时存在10摩尔H3O离子和10摩尔OHˉ离子。

 

在中性溶液中，氢离子H和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10mol/l。如:

 

假如有过量的氢离子H，则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子H游离的物质。如果使OHˉ离子游离，那么溶液就是碱性的。所以，给出H值就足以表示溶液的，呈酸性还是碱性，为了免于用此分子浓度负幂指数进行运算

因此，pH值是离子浓度以10为底的对数的负数:

 

改变50m的水的pH值，从pH2到pH3需要500L漂白剂。然而，从pH6到pH7只需要50L的漂白剂。

 

测量pH值的方法很多，主要有化学分析法、试纸法、电位法。现主要介绍电位法测得pH值。

 

电位分析法所用的电被称为原电池。原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势(EMF)。此电动势(EMF)由二个半电池构成，其中一个半电池称作指示电，它的电位与离子活度有关，如H;另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电，是测量溶液相通，并且与测量仪表相连。

 

此电位的测量是相对一个电位与盐溶液的成分无关的参比电进行的。金属导线都是覆盖一层此种金属的微溶性盐(如:Ag/Agcl)，并且插入含有此种金属盐阴离子的电解质溶液中。此时半电池电位或电电位的大小取决于此种阴离子的活度。

 

此二种电之间的电压遵循能斯特(NERNST)公式:

 

式中:E-电位

 

E0-电的电压

 

R-气体常数(8.31439焦耳/摩尔和℃)

 

T-开氏温度(例:20℃相当于(273.15+20)293.15开尔文)

 

F-法拉常数(96493库化/当量)

 

n-被测离子的化合价(银=1，氢=1)

 

ln(aMe)-离子活度aMe的对数

 

将此电浸入在25℃时H3O离子含量为1mol/l溶液中便形成电化学中所有电位测量所参照的半电池电位或电电位。其中氢电作为参比电在实践中很难实现，于是使用电做为参比电。其中常用的便是银/氯化银电。该电通过溶解的AgCl对于氯离子浓度的变化起反应。

 

此参比电的电电位通过饱和的kcl贮池(如:3mol/l kcl)来实现恒定。液体或凝胶形式的电解质溶液通过隔膜与被测溶液相连通。

 

利用上述的电组合-银电和Ag/AgCl参比电可以测量胶片冲洗液中的银离子含量。也可以将银电换成铂或金电进行氧化还原电位的测量。例如:某种金属离子的氧化阶段。

 

pH指示电是玻璃电。它是一支端部吹成泡状的对于pH敏感的玻璃膜的玻璃。管内充填有含饱和AgCl的3mol/l kcl缓冲溶液，pH值为7。存在于玻璃膜二面的反映pH值的电位差用Ag/AgCl传导系统，

 

导出。pH复合电和pH固态电，

 

 

将E0、R、T(298.15K即25℃)等数值代入上式既得:

 

E=59.16mv/25℃ per pH (式中已将ln(H3O)转化为pH)

 

式中R和F为常数，n为化合价，每种离子都有其固定的值。对于氢离子来讲n=1。温度"T"做为变量，在公式中起很大作用。随着温度的上升，电位值将随之增大。

 

对于每1℃的温度变大，将引起电位0.2mv/per pH变化。用pH值来表示则每1℃1pH变化0.0033pH值。

 

这也就是说:对于20~30℃之间和7pH左右的测量不需要对温度变化进行补偿;而对于温度>30℃或<20℃和pH值>8或6的应用场合则对温度变化进行补偿。

 

工业pH计，是一种常用的工业仪器，主要用来测量液体介质的酸碱度值。以及安装、清洗、抗干扰等等问题的考虑

分类

 



 

可分0.2级、0.1级、0.01级。

 

按仪器体积

 

分为笔式(迷你型)、便携式、台式还有在线连续监控测量的在线式。

 

根据使用的要求

 

笔式(迷你型)与便携式pH酸碱度计一般是检测人员带到现场检测使用。

 

选择pH酸碱度计的是根据用户测量所需的决定，而后根据用户方便使用而选择各式形状的pH计。

 

◆按便携性分的，分为:便携式pH计，台式pH计和笔式pH计。

 

◆按用途分为:实验室用pH计，工业在线pH计等。

 

◆按程度分为经济型pH计，智能型pH计，pH计或分为指针式pH计，数显式pH计。

 

◆笔式pH计测量范围狭窄，为简便仪器。

 

便携式和台式pH计测量范围较广，常用仪器，是便携式采用直流供电，可携带到现场。实验室pH计测量范围广、功能多。

 

工业用pH计是要求稳定性好、工作可靠，环境适应能力强、抗干扰能力强，具有模拟里量输出、数字通讯、上下限报警和控制功能等。