pH计的工作原理

实验室常用计量仪器的使用与维护：酸度计的工作原理和结构酸度计(pHMeter)酸度计是实验室中用来测定溶液的浓度/酸碱度的仪器。许多化学反应和实验条件都受溶液酸碱特性的影响，对酸碱条件要求不高的实验，溶液的酸碱度可以用pH试纸来测量，但对酸碱条件要求高、pH值对测定结果有影响的实验，需要用酸度计来测量。现代酸度计具有：结构简单，操作方便，测量准确和自动化程度高的优点。1酸度计的工作原理和结构pH值的定义：酸度计属于电化学分析仪器，基于电位分析法的原理测量氢离子浓度。电位分析法是根据测量化学原电池的电极电位E，用能斯特方程求得溶液中待测离子的浓度。所谓化学原电池是一种借助氧化还原反应将化学能转变为电能的装置，由正负两个电极组成，中间由KCl盐桥沟通电路，当用导线将原电池的两级连接起来时，便产生了电流，我们通过测量两电极之间的电极电位，代入能斯特方程式，即可求得溶液中离子浓度：式中：E为电极电位，ax为离子浓度酸度计的结构是由电极和电计两部分组成。电极部分是基于化学原电池的原理设计而成，由测定电极和参比电极组成，见图2。其中测量电极能对被测离子有响应，电极电位随离子浓度而变化，而参比电极对任何离子无响应，电极电位对离子浓度变化保持不变。酸度计用的测量电极（指示电极）为玻璃膜氢离子选择电极，对变化敏感，专门检测溶液中浓度的变化，内有金属内参比电极（Ag-AgCl)和内参比液；参比电极（外参比电极），与被测离子浓度无关，提供不变的参考电位的电极，由甘汞电极由Hg2Cl2-Hg2和外参比液饱和KCl溶液组成，其中KCl溶液测量时要保证渗出，使盐桥畅通。现在实验室常用的电极为复合电极，使用方便。由于测得的玻璃电极电位与溶液的pH成正比关系，我们可以通过下列数学关系式求出pH值：通过上式我们可以看出，用酸度计进行测量必须先用标准pH校准液对仪器进行校准，之后再进行溶液的酸度测量。