pH檢測原理與應用選型

pH的定義

pH：表示水溶液的酸堿性強弱程度。
1.pH范圍：0~14之間
2.測定pH最簡便的方法：pH試紙
3.pH計算表示方法：pH=－logC(H⁺) 用C(H⁺)的負對數來表示。

意義：表示溶液酸、堿性的強弱。
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與溶液酸堿度的關系：1、pH<7，溶液呈酸性；pH越小酸性越強；2、pH=7，溶液呈中性。3、pH>7，堿性呈溶液；pH越大堿性越強；

水質 pH值的測定 電極法 行業標準：
水質 pH值的測定 電極法 HJ 1147-2020為貫徹《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國水污染防治法》，保護生態環境，保障人體健康，規范水中 pH 值的測定方法。本標準規定了測定地表水、地下水、生活污水和工業廢水中 pH 值的電極法。

pH測量原理

●通過測量測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，當溶液中的氫離子與膜上的離子發生交換時，會產生一個電位差。參比電極則是一個穩定的電極，其電位不隨溶液中氫離子濃度的變化而變化。●測量電極：對溶液pH值變化敏感●參比電極：恒定電位。

  pH電極結構  

在1948年之前，pH測量必須由兩支電極完成，一支玻璃測量電極，一支參比電極。1948年發明了復合pH傳感器。

pH玻璃電極結構

玻璃電極：是建立一個對所測量溶液的氫離子活度發生變化作出反應的電位差。
參比電極：對溶液中氫離子活度無響應，具有已知和恒定的電極電位的電極，作為測量各種偏離電位的對照。
電位計：能測量高阻抗電位，能測量正負電勢差。

pH復合電極結構

復合電極：目前使用最普遍的電極，結合了參比電極和玻璃電極這兩種電極的功能，操作更加簡易。
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計分類

根據使用場合：
筆式pH計：主要用于代替pH試紙的功能，具有精度低、使用方便的特點。

便攜pH計：主要用于現場和野外測量，要求較高的精度和完善的功能。
臺式pH計：主要用于實驗室，要求精度高、功能全，包括打印輸出、數據處理等。
工業pH計：用于工藝流程式的連續測量，要求有測量顯示功能、報警和控制功能，以及考慮安裝、清洗、抗干擾等問題。

pH測量誤差

1、純水pH測量的靜電荷電導率小于5uS/cm的水樣接近于絕緣體，水樣流動與電極表面摩擦可產生靜電荷，又靜電荷不能及時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發生變化，從而使pH計測量的電位差(Eg-Er)發生變化，造成pH測量誤差。

2、溫度的影響根據pH測量原理，測量水樣的pH可以表示為：pH=pHs-（E-Es）·F/（2.303RT)系數F/（2.303RT)受溫度的變化呈規律性變化。
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致測量誤差。（2）校準方法不當或使用的校準液不準確，會導致測量誤差。（3）不正確的使用和維護方法也可能導致誤差。

pH測量誤差與選型