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PH計(jì)測(cè)量原理
文章出處：煜凡發(fā)表時(shí)間：2017-1-18 10:02:10
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PH計(jì)是一種常用的儀器設(shè)備，主要用于測(cè)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(jì)的全量程為0～14pH，pH=7為中性，pH＜7為酸性，pH值接近0為強(qiáng)酸性，pH＞7為堿性，pH值接近14為強(qiáng)堿性。
上圖所示的是普通PH計(jì)的原理和結(jié)構(gòu)，目前pH計(jì)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(shuō)的指示電極和參比電極。將待測(cè)液體氫離子活性作為兩根電極之間產(chǎn)生的電位差，通過(guò)變送器得到傳輸信號(hào)。成為基準(zhǔn)的電極被稱(chēng)為玻璃電極，從外觀來(lái)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(cè)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(lèi)似，但前段那有液接界，內(nèi)部液體與待測(cè)液體通過(guò)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(cè)量液的氫離子活性會(huì)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(guò)內(nèi)部緩沖液，通過(guò)內(nèi)電極導(dǎo)出；而接液的外側(cè)電位經(jīng)過(guò)待測(cè)液體-參比電極液接界-內(nèi)部液體，通過(guò)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(cè)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(shí)為414mV～0～-414mV左右。在能斯特方程式中，電位差大約會(huì)變化-59 mV，但實(shí)際上1pH的變化大約會(huì)變化-58 mV，此外對(duì)于強(qiáng)酸性與強(qiáng)堿性，由于玻璃膜的材質(zhì)以及液體的種類(lèi)不同，會(huì)產(chǎn)生誤差。pH計(jì)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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