pH 是用于測(cè)量水溶液中氫離子濃度的單位。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它是決定溶液酸堿度的指標(biāo)。水溶液的pH值范圍為1-14，其中pH 7.0表示中性溶液。液體中H+的濃度越高，溶液的pH值越低；相反，pH值越高，液體中氫離子的濃度越低。溶液的pH 值可以使用兩種方法測(cè)量：pH試紙和pH 計(jì)。由于pH試紙的pH讀數(shù)不是很準(zhǔn)確，為了獲得更準(zhǔn)確的pH值，廣泛使用pH計(jì)。
pH計(jì)是測(cè)量pH 電極和參比電極之間的電位差。計(jì)算出的電位差與溶液的pH值有關(guān)。探頭采用三合一設(shè)計(jì)，由玻璃電極、參比電極和溫度探頭組成。探針的一端包含一個(gè)靈敏的玻璃尖端，可檢測(cè)溶液的酸度或堿度。相比之下，探頭的另一端連接到測(cè)量和顯示pH值的電子儀表。探頭中的溫度檢測(cè)器有助于檢測(cè)溶液的溫度。玻璃電極：是一種狹窄的管狀結(jié)構(gòu)，通常由玻璃制成，末端具有高靈敏度的玻璃結(jié)構(gòu)。它還由涂有氯化銀的銀線(xiàn)浸入電解質(zhì)中作為電極組成。玻璃電極有助于測(cè)量玻璃膜上的電位變化。參比電極：它是一個(gè)玻璃管狀結(jié)構(gòu)，由浸入氯化鉀電解質(zhì)溶液中的氯化銀制成的金屬導(dǎo)體組成。電極僅通過(guò)陶瓷連接器與測(cè)試溶液接觸。參比電極用于提供穩(wěn)定的零電壓連接并幫助完成電路。因此，它對(duì)溶液的pH值不敏感。靜電計(jì)/電壓計(jì)：連接pH電極，可以測(cè)量電路中最小的電位差。
pH計(jì)的主要工作原理是樣品溶液中的離子通過(guò)玻璃膜交換到玻璃電極的內(nèi)部溶液（pH緩沖液）中，從而產(chǎn)生電壓。因此，pH計(jì)的結(jié)果基于電壓、離子濃度和pH 讀數(shù)之間的組合關(guān)系。測(cè)量pH時(shí)，當(dāng)pH計(jì)的一對(duì)玻璃電極和參比電極（或組合電極）浸入溶液中時(shí)，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，玻璃膜與溶液交換氫離子，產(chǎn)生電位差，這是通過(guò)銀電極測(cè)量的。通過(guò)接收并傳遞至靜電計(jì)/電壓表，電壓表測(cè)量出溶液產(chǎn)生的電壓，根據(jù)能斯特方程，該電壓相當(dāng)于pH 值。
pH計(jì)類(lèi)型
1、筆式pH計(jì)：這些類(lèi)型的pH 計(jì)將pH 計(jì)、顯示屏和電極設(shè)計(jì)為一體，便于運(yùn)輸和使用。它們是袖珍型的，通常是最便宜的pH 計(jì)。
2、手持式pH計(jì)：它們通常比筆式測(cè)試儀稍大，由與儀表分開(kāi)的電極組成。根據(jù)pH測(cè)量需要，可以更換其電極。
3、臺(tái)式pH計(jì)：這些類(lèi)型的pH 計(jì)比其他pH 計(jì)更準(zhǔn)確。因此，它們非常適合實(shí)驗(yàn)室或?qū)I(yè)人員。同樣，它們可以安裝在桌子或墻上。
溶液溫度的變化會(huì)影響pH測(cè)量結(jié)果。目前大多數(shù)臺(tái)式pH 計(jì)都配備了溫度補(bǔ)償系統(tǒng)。溫度補(bǔ)償系統(tǒng)使用溫度傳感器測(cè)量溶液的溫度，并根據(jù)溫度值自動(dòng)調(diào)整pH 讀數(shù)。
二、pH計(jì)使用方法
pH計(jì)的操作程序
打開(kāi)pH 計(jì)并等待足夠的時(shí)間進(jìn)行初始化。從存儲(chǔ)溶液中取出電極并用去離子水沖洗。沖洗后，將電極吸干以除去多余的水。將電極放入測(cè)試溶液中，攪拌測(cè)試溶液，按下測(cè)量按鈕的同時(shí)測(cè)量pH。然后，等待1 到2 分鐘，讓讀數(shù)穩(wěn)定。一旦讀數(shù)穩(wěn)定，按下測(cè)量按鈕并記錄pH 值和溫度。完成后，取下電極，用去離子水沖洗，然后吸干。最后，將探頭浸入氯化鉀存儲(chǔ)溶液中。
pH計(jì)校準(zhǔn)程序
在測(cè)量每種測(cè)試溶液之前，必須使用適當(dāng)?shù)木彌_液校準(zhǔn)pH 計(jì)。校準(zhǔn)pH 計(jì)需要不止一種緩沖溶液。第一個(gè)是pH 值為7 的中性緩沖液，第二個(gè)緩沖液應(yīng)接近預(yù)期樣品的pH 值4 或9.21。pH 值較高（即9.21）的緩沖液最適合測(cè)量堿性樣品，而pH 值較低（即4.0）的緩沖液最適合測(cè)量酸性樣品。校準(zhǔn)pH 計(jì)的程序包括以下內(nèi)容；首先，用去離子水沖洗電極并吸干。將緩沖液和溶液的溫度保持在25°C。將電極浸入pH 7 或4 緩沖溶液中。確保整個(gè)電極浸入緩沖溶液中。緩慢攪拌緩沖溶液以形成均勻的混合物。輸入CAL 按鈕開(kāi)始校準(zhǔn)。等待pH 值穩(wěn)定，然后按ENTER 停止讀數(shù)以防止進(jìn)一步波動(dòng)。最后，用緩沖液清洗電極并進(jìn)一步用于測(cè)定測(cè)試樣品的pH值。
三、使用過(guò)程中的問(wèn)題與注意事項(xiàng)
1、已知pH 值的緩沖溶液需要正確校準(zhǔn)的pH 計(jì)。使用后務(wù)必將電極浸入存儲(chǔ)緩沖液中。切勿將電極直接暴露在空氣中，否則可能會(huì)導(dǎo)致其脫水。如果電極意外脫水，請(qǐng)?jiān)谑褂们皩⑵浣菰诖鎯?chǔ)緩沖液中過(guò)夜，但脫水通常會(huì)縮短電極的壽命。使用后切勿弄臟電極。
2、讀數(shù)前務(wù)必用去離子水清潔電極并輕輕擦拭，因?yàn)檫^(guò)度擦拭電極上的存儲(chǔ)溶液可能會(huì)在玻璃電極中引入少量電荷。
3、切勿將電極浸入牛奶或瓊脂等粘性溶液中，此類(lèi)溶液會(huì)沉積在玻璃電極表面，導(dǎo)致電極停止工作。
4、請(qǐng)勿將電極長(zhǎng)時(shí)間存放在去離子水中。由于電極具有離子特性，當(dāng)浸入水中時(shí)，離開(kāi)電極的離子將嘗試保持水中的離子溶液以創(chuàng)造更多平衡。因此，在保存液不足的情況下，可以將電極保存在去離子水中，但不能長(zhǎng)期保存。電極應(yīng)完全浸入存儲(chǔ)緩沖液中以避免脫水。
5、pH讀數(shù)應(yīng)在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行，因?yàn)闇囟茸兓赡懿粶?zhǔn)確。不斷攪拌測(cè)試溶液中的電極，使混合物適當(dāng)均勻化，以獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)。
6、測(cè)量含有堿金屬氧化物的溶液時(shí)可能會(huì)發(fā)生pH 漂移。對(duì)于堿金屬，例如氧化鈉，鈉離子不會(huì)像缺電子原子（例如硼）那樣與氧結(jié)合。如果玻璃與液體接觸，而液體處于酸性或中性環(huán)境，則氫離子的存在是必不可少的。氫離子和鈉離子會(huì)發(fā)生交換，其結(jié)果相當(dāng)于原始骨架中的ONa。換算成OH；這些氫離子被消耗，pH值自然上升。
7、測(cè)量pH 值時(shí)，您應(yīng)該注意讀數(shù)可能會(huì)因溫度變化和二氧化碳吸收而波動(dòng)。同時(shí)，要注意設(shè)備如果配備了溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，根據(jù)溫度值可以自動(dòng)調(diào)整pH 讀數(shù)。
