pH檢測(cè)原理與應(yīng)用選型

pH的定義

pH：表示水溶液的酸堿性強(qiáng)弱程度。
1.pH范圍：0~14之間
2.測(cè)定pH最簡(jiǎn)便的方法：pH試紙
3.pH計(jì)算表示方法：pH=－logC(H⁺) 用C(H⁺)的負(fù)對(duì)數(shù)來表示。

意義：表示溶液酸、堿性的強(qiáng)弱。
pH范圍在0~14之間，只適用于稀溶液，氫離子濃度或氫氧根離子濃度大于1mol/L的溶液的酸堿度直接用濃度表示。

pH與溶液酸堿度的關(guān)系：1、pH<7，溶液呈酸性；pH越小酸性越強(qiáng)；2、pH=7，溶液呈中性。3、pH>7，堿性呈溶液；pH越大堿性越強(qiáng)；

水質(zhì) pH值的測(cè)定 電極法 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
水質(zhì) pH值的測(cè)定 電極法 HJ 1147-2020為貫徹《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國(guó)水污染防治法》，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障人體健康，規(guī)范水中 pH 值的測(cè)定方法。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水中 pH 值的電極法。

pH測(cè)量原理

●通過測(cè)量測(cè)量電極與參比電極之間的電位差，并利用能斯特方程，可以計(jì)算出溶液中的氫離子濃度，從而得到pH值。●玻璃電極的表面涂有一層敏感膜，當(dāng)溶液中的氫離子與膜上的離子發(fā)生交換時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電位差。參比電極則是一個(gè)穩(wěn)定的電極，其電位不隨溶液中氫離子濃度的變化而變化。●測(cè)量電極：對(duì)溶液pH值變化敏感●參比電極：恒定電位。

  pH電極結(jié)構(gòu)  

在1948年之前，pH測(cè)量必須由兩支電極完成，一支玻璃測(cè)量電極，一支參比電極。1948年發(fā)明了復(fù)合pH傳感器。

pH玻璃電極結(jié)構(gòu)

玻璃電極：是建立一個(gè)對(duì)所測(cè)量溶液的氫離子活度發(fā)生變化作出反應(yīng)的電位差。
參比電極：對(duì)溶液中氫離子活度無(wú)響應(yīng)，具有已知和恒定的電極電位的電極，作為測(cè)量各種偏離電位的對(duì)照。
電位計(jì)：能測(cè)量高阻抗電位，能測(cè)量正負(fù)電勢(shì)差。

pH復(fù)合電極結(jié)構(gòu)

復(fù)合電極：目前使用最普遍的電極，結(jié)合了參比電極和玻璃電極這兩種電極的功能，操作更加簡(jiǎn)易。
常用參比電極：銀/氯化銀電極、飽和甘汞電極
常用的填充液：飽和氯化鉀、飽和硝酸鉀溶液、氯化鈉溶液等

pH計(jì)分類

根據(jù)使用場(chǎng)合：
筆式pH計(jì)：主要用于代替pH試紙的功能，具有精度低、使用方便的特點(diǎn)。

便攜pH計(jì)：主要用于現(xiàn)場(chǎng)和野外測(cè)量，要求較高的精度和完善的功能。
臺(tái)式pH計(jì)：主要用于實(shí)驗(yàn)室，要求精度高、功能全，包括打印輸出、數(shù)據(jù)處理等。
工業(yè)pH計(jì)：用于工藝流程式的連續(xù)測(cè)量，要求有測(cè)量顯示功能、報(bào)警和控制功能，以及考慮安裝、清洗、抗干擾等問題。

pH測(cè)量誤差

1、純水pH測(cè)量的靜電荷電導(dǎo)率小于5uS/cm的水樣接近于絕緣體，水樣流動(dòng)與電極表面摩擦可產(chǎn)生靜電荷，又靜電荷不能及時(shí)流走而在玻璃電極表面積累。該靜電荷的作用使玻璃電極的電極電位Eg發(fā)生變化，從而使pH計(jì)測(cè)量的電位差(Eg-Er)發(fā)生變化，造成pH測(cè)量誤差。

2、溫度的影響根據(jù)pH測(cè)量原理，測(cè)量水樣的pH可以表示為：pH=pHs-（E-Es）·F/（2.303RT)系數(shù)F/（2.303RT)受溫度的變化呈規(guī)律性變化。
3、其他誤差（1）因制造過程中的缺陷、使用過程中的老化或污染而導(dǎo)致測(cè)量誤差。（2）校準(zhǔn)方法不當(dāng)或使用的校準(zhǔn)液不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。（3）不正確的使用和維護(hù)方法也可能導(dǎo)致誤差。

pH測(cè)量誤差與選型