PH計的原理及使用概述

PH計，也被稱(chēng)作酸度計，是一種常見(jiàn)的分析儀器，主要用來(lái)測定溶液的酸堿度。PH值，也被稱(chēng)作氫離子指數，是水溶液重要的理化參數之一。為了方便表示，我們把PH值規定為溶液中離子濃度以10 為底的對數的負數，PH值等于7為中性溶液，PH值小于7為酸性溶液，PH值大于7為堿性溶液。

根據PH計的測量原理來(lái)分類(lèi)的話(huà)，PH計的測量方法可以分為比色法和電極法兩種，測量范圍一般為0~14 pH。

比色法是通過(guò)測量溶液時(shí)PH試紙顏色的變化來(lái)測量溶液的實(shí)際PH值。這主要是利用了PH試紙上的比色劑可以在不同酸堿度溶液中顯示出不同的顏色這一特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行測量被測溶液的PH值的一種方法，雖然比較方便、快捷，但是此法易受溶液本身顏色或溶液中蛋白質(zhì)等物質(zhì)的干擾，并且測量精度只能達到0.5 pH。

電極法PH計是根據原電池的工作原理而制作的，由于不同溶液中氫離子的濃度是不相同的，當把PH計的指示電極和參比電極同時(shí)插入某一溶液中時(shí)，在一定溫度下就會(huì )產(chǎn)生與溶液中氫離子活度有關(guān)的不同的直流電位，再通過(guò)前置放大器A/D轉換器將電位信號轉換成數字信號，并以PH值的形式顯示出來(lái)。

對溶液中氫離子活度有響應， 電極電位隨之而變化的電極稱(chēng)為 pH指示電極或 pH測量電極。 pH指示電極有 氫電極、銻電極和玻璃電極 等幾種，但常用的是玻璃電極。玻璃電極是有玻璃支桿，以及由特殊成份組成的對氫離子敏感的玻璃膜組成。玻璃膜一般呈球泡狀，球泡內充入內參比溶液，插入內參比電極 ( 一般用銀 / 氯化銀電極 ) ，用電極帽封接引出電線(xiàn)，裝上插口，就成為一支 pH指示電極。市場(chǎng)銷(xiāo)售的常用的pH指示電極是 231 玻璃 pH電極。單*支 pH指示電極是無(wú)法進(jìn)行測量的，它必須和參比電極一起才能測量。

對溶液中氫離子活度無(wú)響應，具有已知和恒定的電極電位的電極稱(chēng)為參比電極 。參比電極有硫酸亞汞電極、甘汞電極和銀 / 氯化銀電極等幾種。常用的是甘汞電極和銀 / 氯化銀電極。參比電極在測量電池中的作用是提供并保持一個(gè)固定的參比電勢， 因此對參比電極的要求是電勢穩定、重現，溫度系數小，有電流通過(guò)時(shí)極化電勢小。市場(chǎng)銷(xiāo)售的常用的參比電極為 232 參比電極。

將 pH玻璃電極和參比電極組合在一起的電極就稱(chēng)為 pH復合電極。外殼為塑料的就稱(chēng)為塑殼 pH復合電極。外殼為玻璃的就稱(chēng)為玻璃 pH復合電極。復合電極的優(yōu)點(diǎn)是合二為一， 使用方便。 pH復合電極的結構主要由電極球泡、玻璃支持桿、內參比電極、內參比溶液、外殼、外參比電極、外參比溶液、液接界、電極帽、電極導線(xiàn)、插口等組成。

⑴電極球泡：它是由具有氫功能的鋰玻璃熔融吹制而成，呈球形，膜厚在 0.1 ～0.2mm左右，電阻值 <250兆歐(25℃)。

⑵玻璃支持管： 是支持電極球泡的玻璃管體 , 由電絕緣性?xún)?yōu)良的鉛玻璃制成，其膨脹系數應與電極球泡玻璃一致。

⑶內參比電極：為銀 / 氯化銀電極，主要作用是引出電極電位，要求其電位穩定，溫度系數小。

⑷內參比溶液：零電位為 7pH的內參比溶液，是中性磷酸鹽和KCl的混合溶液，玻璃電極與參比電極構成電池建立零電位的 pH值，主要取決于內參比溶液的 pH值及氯離子濃度。

⑸電極塑殼：電極塑殼是支持玻璃電極和液接界，盛放外參比溶液的殼體，由聚碳酸酯塑壓成型。

⑹外參比電極： 為銀 / 氯化銀電極， 作用是提供與保持一個(gè)固定的參比電勢，要求電位穩定，重現性好，溫度系數小。

⑺外參比溶液：為 3.3mol/L 的KCl凝膠電解質(zhì)，不易流失，無(wú)需添加。

⑻砂芯液接界：液接界是構通外參比溶液和被測溶液的連接部件，要求滲透量穩定。

⑼電極導線(xiàn)：為低噪音金屬屏蔽線(xiàn)，內芯與內參比電極連接，屏蔽層與外參比電極連接。

目前實(shí)驗室使用的電極都是復合電極， 其優(yōu)點(diǎn)是使用方便， 不受氧化性或還原性物質(zhì)的影響，且平衡速度較快。使用時(shí)，將電極加液口上所套的橡膠套和下端的橡皮套全取下，以保持電極內KCl溶液的液壓差。

下面就把電極的使用與維護簡(jiǎn)單作一介紹：

⒈復合電極不用時(shí)，可充分浸泡 3M的KCl溶液中。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。

⒉使用前，檢查玻璃電極前端的球泡。正常情況下，電極應該透明而無(wú)裂紋；球泡內要充滿(mǎn)溶液，不能有氣泡存在。

⒊測量濃度較大的溶液時(shí)，盡量縮短測量時(shí)間，用后仔細清洗，防止被測液粘附在電極上而污染電極。

⒋清洗電極后，不要用濾紙擦拭玻璃膜，而應用濾紙吸干 ,  避免損壞玻璃薄膜、防止交差污染，影響測量精度。

⒌測量中注意電極的銀—氯化銀內參比電極應浸入到球泡內氯化物緩沖溶液中，避免電計顯示部分出現數字亂跳現象。使用時(shí)，注意將電極輕輕甩幾下。

⒍電極不能用于強酸、強堿或其他腐蝕性溶液。

⒎嚴禁在脫水性介質(zhì)如無(wú)水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。

pH計，由電極和電計兩部分組成。 使用中若能夠合理維護電極、按要求配制標準緩沖液和正確操作電計 , 可大大減小 pH示值誤差，從而提高化學(xué)實(shí)驗、醫學(xué)檢驗數據的可性。

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