恒奧德新款pH計原理 以及分類(lèi)

pH計，是用來(lái)測定溶液酸堿度值的儀器。pH計是利用原電池的原理作的，原電池的兩個(gè)電間的電動(dòng)勢依據能斯定律，既與電的自身屬性有關(guān)，還與溶液里的氫離子濃度有關(guān)。原電池的電動(dòng)勢和氫離子濃度之間存在對應關(guān)系，氫離子濃度的負對數即為pH值。pH計是種常見(jiàn)的分析儀器，廣泛應用在農業(yè)、環(huán)保和業(yè)等域。土壤pH值是土壤重要的基本性質(zhì)之。在pH測定過(guò)程中應考慮待測溶液溫度及離子強度等因素。

原理
什么是pH?pH是拉丁文"Pondus hydrogenii"詞的縮寫(xiě)(Pondus=壓強、壓力hydrogenium=氫)，用來(lái)量度物質(zhì)中氫離子的活性。這活性直接關(guān)系到水溶液的酸性、中性和堿性。水在化學(xué)上是中性的，但不是沒(méi)有離子，即使化學(xué)純水也有微量被離解:嚴格地講，在與水分子水合作用以前，氫核不是以自由態(tài)存在。

H2O+ H2O=H3O+ OHˉ，由于水合氫離子(H3O)的濃度是與氫離子(H)濃度等同看待，上式可以簡(jiǎn)化成下述常用的形式:

H2O=H+ OHˉ

此處正的氫離子，人們在化學(xué)中表示為"H離子"或"氫核"。水合氫核表示為"水合氫離子"。負的氫氧根離子稱(chēng)為"氫氧化物離子"。

利用質(zhì)量作用定律，對于純水的離解可以找到平衡常數加以表示:

K=H3O×OH----H2O

由于水只有少量被離解，因此水的質(zhì)量摩爾濃度實(shí)際為常數，并且有平衡常數K可求出水的離子積KW。

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

也就是說(shuō)對于升純水在25℃時(shí)存在10摩爾H3O離子和10摩爾OHˉ離子。

在中性溶液中，氫離子H和氫氧根離子OHˉ的濃度都是10mol/l。如:

假如有過(guò)量的氫離子H，則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子H游離的物質(zhì)。同樣，如果使OHˉ離子游離，那么溶液就是堿性的。所以，給出H值就足以表示溶液的性，呈酸性還是堿性，為了免于用此分子濃度負冪數行運算，生物學(xué)家澤倫森(Soernsen)在1909年建議將此不便使用的數值用對數代替，并定義為"pH值"。數學(xué)上定義pH值為氫離子濃度的常用對數負值。即pH=-log[H]。

因此，pH值是離子濃度以10為底的對數的負數:

改變50m的水的pH值，從pH2到pH3需要500L漂白劑。然而，從pH6到pH7只需要50L的漂白劑。

測量pH值的方法很多，主要有化學(xué)分析法、試紙法、電位法?，F主要介紹電位法測得pH值。

電位分析法所用的電被稱(chēng)為原電池。原電池是個(gè)系統，它的作用是使化學(xué)反應能量轉成為電能。此電池的電壓被稱(chēng)為電動(dòng)勢(EMF)。此電動(dòng)勢(EMF)由二個(gè)半電池構成，其中個(gè)半電池稱(chēng)作示電，它的電位與定的離子活度有關(guān)，如H;另個(gè)半電池為參比半電池，通常稱(chēng)作參比電，它般是測量溶液相通，并且與測量?jì)x表相連。

例如，支電由根插在含有銀離子的鹽溶液中的根銀導線(xiàn)制成，在導線(xiàn)和溶液的界面處，由于金屬和鹽溶液二種物相中銀離子的不同活度，形成離子的充電過(guò)程，并形成定的電位差。失去電子的銀離子溶液。當沒(méi)有施加外電反充電，也就是說(shuō)沒(méi)有電的話(huà)，這過(guò)程終會(huì )達到個(gè)平衡。在這種平衡狀態(tài)下存在的電壓被稱(chēng)為半電池電位或電電位。這種(如上所述)由金屬和含有此金屬離子的溶液組成的電被稱(chēng)為類(lèi)電。

此電位的測量是相對個(gè)電位與鹽溶液的成分無(wú)關(guān)的參比電行的。這種具有立電位的參比電也被稱(chēng)為二電。對于此類(lèi)電，金屬導線(xiàn)都是覆蓋層此種金屬的微溶性鹽(如:Ag/Agcl)，并且插入含有此種金屬鹽陰離子的電解質(zhì)溶液中。此時(shí)半電池電位或電電位的大小取決于此種陰離子的活度。

此二種電之間的電壓遵循能斯(NERNST)公式:

式中:E-電位

E0-電的標準電壓

R-氣體常數(8.31439焦耳/摩爾和℃)

T-開(kāi)氏溫度(例:20℃相當于(273.15+20)293.15開(kāi)爾文)

F-法拉常數(96493庫化/當量)

n-被測離子的化合價(jià)(銀=1，氫=1)

ln(aMe)-離子活度aMe的對數

標準氫電是所有電位測量的參比點(diǎn)。標準氫電是根鉑絲，用電解的方法鍍(涂覆)上氯化鉑，并且在四周充入氫氣(固定壓力為1013hpa)構成的。

將此電浸入在25℃時(shí)H3O離子含量為1mol/l溶液中便形成電化學(xué)中所有電位測量所參照的半電池電位或電電位。其中氫電作為參比電在實(shí)踐中很難實(shí)現，于是使用二類(lèi)電做為參比電。其中常用的便是銀/氯化銀電。該電通過(guò)溶解的AgCl對于氯離子濃度的變化起反應。

分類(lèi)
人們根據與生活的需要，地研究了許多型號的酸度計:

按測量度

可分0.2、0.1、0.01或更度。

按儀器體積

分為筆式(迷你型)、便攜式、臺式還有在線(xiàn)連續監控測量的在線(xiàn)式。

根據使用的要求

筆式(迷你型)與便攜式pH酸堿度計般是檢測人員帶到現場(chǎng)檢測使用。

選擇pH酸堿度計的度別是根據用戶(hù)測量所需的度決定，而后根據用戶(hù)方便使用而選擇各式形狀的pH計。

◆按便攜性分的，分為:便攜式pH計，臺式pH計和筆式pH計。

◆按用途分為:實(shí)驗室用pH計，業(yè)在線(xiàn)pH計等。

◆按程度分為經(jīng)濟型pH計，智能型pH計，型pH計或分為針式pH計，數顯式pH計。

◆筆式pH計，般制成單量程，測量范圍狹窄，為用簡(jiǎn)便儀器。

便攜式和臺式pH計測量范圍較廣，常用儀器，不同點(diǎn)是便攜式采用直供電，可攜帶到現場(chǎng)。實(shí)驗室pH計測量范圍廣、能多、測量度。