ph計(jì)是一種常用的儀器設(shè)備，主要用來(lái)精密測(cè)量液體介質(zhì)的酸堿度值，配上相應(yīng)的離子選擇電極也可以測(cè)量離子電極電位mv值，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、環(huán)保等領(lǐng)域。
ph酸堿度計(jì)的分類(lèi)
人們根據(jù)生產(chǎn)與生活的需要，科學(xué)地研究生產(chǎn)了許多型號(hào)的酸堿度計(jì)：
按測(cè)量精度上可分0.2級(jí)、0.1級(jí)、0.01級(jí)或更高精度。
按儀器體積上分有筆式（迷你型）、便攜式、臺(tái)式還有在線連續(xù)監(jiān)控測(cè)量的在線式。
根據(jù)使用的要求：
筆式（迷你型）與便攜式ph酸堿度計(jì)一般是檢測(cè)人員帶到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)使用。
選擇ph酸堿度計(jì)的精度級(jí)別是根據(jù)用戶測(cè)量所需的精度決定，而后根據(jù)用戶方便使用而選擇各式形狀的ph計(jì)。
結(jié)束語(yǔ)：
國(guó)外ph酸堿度計(jì)是上個(gè)世紀(jì)初開(kāi)展研究發(fā)展，中國(guó)于上個(gè)世紀(jì)中葉也開(kāi)始研究生產(chǎn)，近二十年ph酸堿度計(jì)迅猛發(fā)展，不管是質(zhì)量與多功能性都可滿足人們的使用的需要。
目前隨著人們對(duì)ph的酸堿度計(jì)的使用與研究和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，ph酸堿度計(jì)的電極與儀器都將有很大的發(fā)展，它將以更的測(cè)量和更方便人們的使用為目標(biāo)，不斷發(fā)展。
附：ph酸堿度計(jì)的定義、原理與測(cè)量方法
什么是ph？ph是拉丁文“pondus hydrogenii”一詞的縮寫(xiě)（pondus=壓強(qiáng)、壓力hydrogenium=氫），用來(lái)量度物質(zhì)中氫離子的活性。這一活性直接關(guān)系到水溶液的酸性、中性和堿性。水在化學(xué)上是中性的，但不是沒(méi)有離子，即使化學(xué)純水也有微量被離解：嚴(yán)格地講，只有在與水分子水合作用以前，氫核不是以自由態(tài)存在。
h2o+ h2o=h3o+ + ohˉ
由于水全氫離子（h3o）的濃度事與氫離子（h）濃度等同看待，上式可以簡(jiǎn)化成下述常用的形式：
h2o=h+ + ohˉ
此處正的氫離子人們?cè)诨瘜W(xué)中表示為“h+離子”或“氫核”。水合氫核表示為“水合氫離子”。負(fù)的氫氧根離子稱為“氫氧化物離子”。
利用質(zhì)量作用定律，對(duì)于純水的離解可以找到一平衡常數(shù)加以表示：
k =
h3o+·oh-
——————
h2o
由于水只有極少量被離解，因此水的克分子濃度實(shí)際為一常數(shù)，并且有平衡常數(shù)k可求出水的離子積kw。
kw=k×h2o kw= h3o+·oh－=10－7·10－7=10mol/l（25℃）
也就是說(shuō)對(duì)于一升純水在25℃時(shí)存在10－7摩爾h3o+離子和10－7摩爾ohˉ離子。
在中性溶液中，氫離子h+和氫氧根離子ohˉ的濃度都是10－7mol/l。如：
假如有過(guò)量的氫離子h+，則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子h+游離的物質(zhì)。同樣，如果氫離子h+并使ohˉ離子游離，那末溶液就是堿性的。所以，給出ch+值就足以表示溶液的特性，呈酸性堿性，為了免于用此克分子濃度負(fù)冥指數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，生物學(xué)家澤倫森（soernsen）在1909年建議將此不便使用的數(shù)值用對(duì)數(shù)代替，并定義為“ph值”。數(shù)學(xué)上定義ph值為氫離子濃度的常用對(duì)數(shù)負(fù)值。即
因此，ph值是離子濃度以10為底的對(duì)數(shù)的負(fù)數(shù)：
改變50m3的水的ph值，從ph2到ph3需要500l漂白劑。然而，從ph6到ph7只需要50l的漂白劑。
測(cè)量ph值的方法很多，主要有化學(xué)分析法、試紙法、電位法。現(xiàn)主要介紹電位法測(cè)得ph值。
電位分析法所用的電極被稱為原電池。原電池是一個(gè)系統(tǒng)，它的作用是使化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)成為電能。此電池的電壓被稱為電動(dòng)勢(shì)（emf）。此電動(dòng)勢(shì)（emf）由二個(gè)半電池構(gòu)成，其中一個(gè)半電池稱作測(cè)量電極，它的電位與特定的離子活度有關(guān)，如h+；另一個(gè)半電池為參比半電池，通常稱作參比電極，它一般是測(cè)量溶液相通，并且與測(cè)量?jī)x表相連。
例如，一支電極由一根插在含有銀離子的鹽溶液中的一根銀導(dǎo)線制成，在導(dǎo)線和溶液的界面處，由于金屬和鹽溶液二種物相中銀離子的不同活度，形成離子的充電過(guò)程，并形成一定的電位差。失去電子的銀離子進(jìn)溶液。當(dāng)沒(méi)有施加外電流進(jìn)行反充電，也就是說(shuō)沒(méi)有電流的話，這一過(guò)程zui終會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡。在這種平衡狀態(tài)下存在的電壓被稱為半電池電位或電極電位。這種（如上所述）由金屬和含有此金屬離子的溶液組成的電極被稱為*類(lèi)電極。
此電位的測(cè)量是相對(duì)一個(gè)電位與鹽溶液的成分無(wú)關(guān)的參比電極進(jìn)行的。這種具有獨(dú)立電位的參比電極也被稱為第二電極。對(duì)于此類(lèi)電極，金屬導(dǎo)線都是覆蓋一層此種金屬的微溶性鹽（如：ag/agcl），并且插入含有此種金屬鹽限離子的電解質(zhì)溶液中。此時(shí)半電池電位或電極電位的大小取決于此種陰離子的活度。
此二種電極之間的電壓遵循能斯特（nernst）公式：
e =
e0+
r·t
——
·1n ame
n·f
式中：e—電位 ]
0—電極的標(biāo)準(zhǔn)電壓
r—氣體常數(shù)（8.31439焦耳/摩爾和℃）
t—開(kāi)氏溫度（例：20℃=273+293開(kāi)爾文）
f—法拉弟常數(shù)（96493庫(kù)化/當(dāng)量）
n—被測(cè)離子的化合價(jià)（銀=1，氫=1）
ame—離子的活度
標(biāo)準(zhǔn)氫電極是所有電位測(cè)量的參比點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)氫電極是一根鉑絲，用電解的方法鍍（涂覆）上氯化鉑，并且在四周充入氫氣（固定壓力為1013hpa）構(gòu)成的。
將此電極浸入在25℃時(shí)h3o+離子含量為1mol/l溶液中便形成電化學(xué)中所有電位測(cè)量所參照的半電池電位或電極電位。其中氫電極做為參比電極在實(shí)踐中很難實(shí)現(xiàn)，于是使用第二類(lèi)電極做為參比電極。其中zui常用的便是銀/氯化銀電極。該電極通過(guò)溶解的agcl對(duì)于氯離子濃度的變化起反應(yīng)。
此參比電極的電極電位通過(guò)飽和的kcl貯池（如：3mol/l kcl）來(lái)實(shí)現(xiàn)恒定。液體或凝膠形式的電解質(zhì)溶液通過(guò)隔膜與被測(cè)溶液相連通。
利用上述的電極組合—銀電極和ag/agcl參比電極可以測(cè)量膠片沖洗液中的銀離子含量。也可以將銀電極換成鉑或金電極進(jìn)行氧化還原電位的測(cè)量。例如：某種金屬離子的氧化階段。
zui常用的ph指示電極是玻璃電極。它是一支端部吹成泡狀的對(duì)于ph敏感的玻璃膜的玻璃。管內(nèi)充填有含飽和agcl的3mol/l kcl緩沖溶液，ph值為7。存在于玻璃膜二面的反映ph值的電位差用ag/agcl傳導(dǎo)系統(tǒng)，
如第二電極，導(dǎo)出。ph復(fù)合電極和ph固態(tài)電極，
此電位差遵循能斯特公式：
e=
e0+
r·t
——
·1n a h3o+
n·f
e=59.16mv/25℃ per ph
式中r和f為常數(shù)，n為化合價(jià)，每種離子都有其固定的值。對(duì)于氫離子來(lái)講n=1。溫度“t”做為變量，在能斯特公式中起很大作用。隨著溫度的上升，電位值將隨之增大。
對(duì)于每1℃的溫度變大，將引起電位0.2mv/per ph變化。用ph值來(lái)表示則每1℃第1ph變化0.0033ph值。
這也就是說(shuō)：對(duì)于20～30℃之間和7ph左右的測(cè)量不需要對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償；而對(duì)于溫度＞30℃或＜20℃和ph值＞8ph或6ph的應(yīng)用場(chǎng)合則必須對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。
ph值一電位一離子濃度之間的關(guān)系
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 oh離子
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 h 離子
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ph
+414.4•••• •• ••••+.59.2 0 -59.2•••••••••••• •••• -414.4 mv/25℃
從以上我們對(duì)ph測(cè)量的原理進(jìn)行了分析而得知我們只要用一臺(tái)毫伏計(jì)即可把ph值顯示出來(lái)
ph計(jì)（酸度計(jì)）測(cè)量時(shí)需注意的問(wèn)題：
在進(jìn)行操作前，應(yīng)首先檢查電極的完好性。目前酸度計(jì)（ph計(jì)）上配套使用的電*多數(shù)采用的是復(fù)合電極，老一代酸度計(jì)尚在使用玻璃電極與甘汞電極。由于復(fù)合電極使用比較廣泛，以下主要討論復(fù)合電極。
目前實(shí)驗(yàn)室使用的復(fù)合電極主要有全封閉型和非封閉型兩種，全封閉型比較少，主要是以國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)為主。復(fù)合電極使用前首先檢查玻璃球泡是否有裂痕、破碎，如果沒(méi)有，用ph緩沖溶液進(jìn)行兩點(diǎn)標(biāo)定時(shí)，定位與斜率按鈕均可調(diào)節(jié)到對(duì)應(yīng)的ph值時(shí)，一般認(rèn)為可以使用，否則可按使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行電極活化處理?；罨椒ㄊ窃?%氟化氫溶液中浸3～5 s左右，取出用蒸餾水進(jìn)行沖洗，然后在0.1mol/l的鹽酸溶液中浸泡數(shù)小時(shí)后，用蒸餾水沖洗干凈，再進(jìn)行標(biāo)定，即用ph值為6.86（25℃）的緩沖溶液進(jìn)行定位，調(diào)節(jié)好后任意選擇另一種ph緩沖溶液進(jìn)行斜率調(diào)節(jié)，如無(wú)法調(diào)節(jié)到，則需更換電極。非封閉型復(fù)合電極，里面要加外參比溶液即3 mol/l氯化鉀溶液，所以必須檢查電極里的氯化鉀溶液是否在1/3以上，如果不到，需添加3 mol/l氯化鉀溶液。如果氯化鉀溶液超出小孔位置，則把多余的氯化鉀溶液甩掉，使溶液位于小孔下面，并檢查溶液中是否有氣泡，如有氣泡要輕彈電極，把氣泡*趕出。
在使用過(guò)程中應(yīng)把電極上面的橡皮剝下，使小孔露在外面，否則在進(jìn)行分析時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)致氯化鉀溶液不能順利通過(guò)玻璃球泡與被測(cè)溶液進(jìn)行離子交換，會(huì)使測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。測(cè)量完成后應(yīng)把橡皮復(fù)原，封住小孔。電極經(jīng)蒸餾水清洗后，應(yīng)浸泡在3 mol/l氯化鉀溶液中，以保持電極球泡的濕潤(rùn)，如果電極使用前發(fā)現(xiàn)保護(hù)液已流失，則應(yīng)在3 mol/l氯化鉀溶液中浸泡數(shù)小時(shí)，以使電極達(dá)到的測(cè)量狀態(tài)。在實(shí)際使用時(shí)，發(fā)現(xiàn)有的分析人員把復(fù)合電極當(dāng)作玻璃電極來(lái)處理，放在蒸餾水中長(zhǎng)時(shí)間浸泡，這是不正確的，這會(huì)使復(fù)合電極內(nèi)的氯化鉀溶液濃度大大降低，導(dǎo)致在測(cè)量時(shí)電極反應(yīng)不靈敏，zui終導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，因此不應(yīng)把復(fù)合電極長(zhǎng)時(shí)間浸泡在蒸餾水中。
[2] 一、電極使用注意
1、 玻璃電極插座應(yīng)保持干燥、清潔，嚴(yán)禁接觸酸霧、鹽霧等有害氣體，嚴(yán)禁沾上水溶液，保證儀器的高輸入阻抗。
2、 不進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)將輸入短路，以免損壞儀器。
3、 新電極或久置不用的電極在使用前，必須在蒸餾水中浸泡數(shù)小時(shí)。使電極不對(duì)稱電位降低達(dá)到穩(wěn)定，降低電極內(nèi)阻。
4、 測(cè)量時(shí)，電極球泡應(yīng)全部浸入被測(cè)溶液中。
5、 使用時(shí)，應(yīng)使內(nèi)參比電極浸在內(nèi)參比溶液中，不要讓內(nèi)參比溶液倒向電極帽一端，使內(nèi)參比懸空。
6、 使用時(shí)，應(yīng)拔去參比電極電解液加液口的橡皮塞，以使參比電解液（鹽橋）借重力作用維持一定流速滲透并與被測(cè)溶液相通。否則，會(huì)造成讀數(shù)漂移。
7、 氯化鉀溶液中應(yīng)該沒(méi)有氣泡，以免使測(cè)量回路斷開(kāi)。
8、 應(yīng)該經(jīng)常添加氯化鉀鹽橋溶液，保持液面高于銀/氯化銀絲。
二、校準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)時(shí)注意
1、 測(cè)量時(shí)應(yīng)按說(shuō)明書(shū)規(guī)定的時(shí)間周期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。
2、 校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意：
標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液溫度盡量與被測(cè)溶液溫度接近。
定位標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液應(yīng)盡量接近被測(cè)溶液的ph值。或兩點(diǎn)標(biāo)定時(shí)，應(yīng)盡量使被測(cè)溶液的ph值在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的區(qū)間內(nèi)。
校準(zhǔn)后，應(yīng)將浸入標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的電極用水特別沖洗，因?yàn)榫彌_溶液的緩沖作用，帶入被測(cè)溶液后，造成測(cè)量誤差。
3、 記錄被測(cè)溶液的ph值時(shí)應(yīng)同時(shí)記錄被測(cè)溶液的溫度值，因?yàn)殡x開(kāi)溫度值，ph值幾乎毫無(wú)意義。盡管大多數(shù)ph計(jì)都具有溫度補(bǔ)償功能，但僅僅是補(bǔ)償電極的響應(yīng)而已，也就是說(shuō)只是半補(bǔ)償，而沒(méi)有同時(shí)對(duì)被測(cè)溶液進(jìn)行溫度補(bǔ)償，即，全補(bǔ)償。
ph計(jì)使用的保養(yǎng)與維護(hù)：
（一）保養(yǎng)
1、 ph玻璃電極的貯存
短期：貯存在ph＝4的緩沖溶液中；
*：貯存在ph＝7的緩沖溶液中。
2、 ph玻璃電極的清洗
玻璃電極球泡受污染可能使電極響應(yīng)時(shí)間加長(zhǎng)?？捎胏cl4或皂液揩去污物，然后浸入蒸餾水一晝夜后繼續(xù)使用。污染嚴(yán)重時(shí)，可用5％hf溶液浸10～20分鐘，立即用水沖洗干凈，然后浸入0.1n hcl溶液一晝夜后繼續(xù)使用。
3、 玻璃電極老化的處理
玻璃電極的老化與膠層結(jié)構(gòu)漸進(jìn)變化有關(guān)。舊電極響應(yīng)遲緩，膜電阻高，斜率低。用氫氟酸浸蝕掉外層膠層，經(jīng)常能改善電極性能。若能用此法定期清除內(nèi)外層膠層，則電極的壽命幾乎是無(wú)限的。
4、 參比電極的貯存
銀-氯化銀電極的貯存液是飽和氯化鉀溶液,高濃度氯化鉀溶液可以防止氯化銀在液接界處沉淀，并維持液接界處于工作狀態(tài)。此方法也適用于復(fù)合電極的貯存。
5、 參比電極的再生
參比電極發(fā)生的問(wèn)題絕大多數(shù)是由液接界堵塞引起的，可用下列方法解決：
（1） 浸泡液接界：用10％飽和氯化鉀溶液和90％蒸餾水的混合液，加熱至60～70℃，將電極浸入約5cm，浸泡20分鐘至1小時(shí)。此法可溶去電部的結(jié)晶。
（2） 氨浸泡：當(dāng)液接界被氯化銀堵塞時(shí)可用濃氨水浸除。具體方法是將電極內(nèi)充洗凈，液放空后浸入氨水中10～20分鐘，但不要讓氨水進(jìn)入電極內(nèi)部。取出電極用蒸餾水洗凈，重新加入內(nèi)充液后繼續(xù)使用。
（3） 真空方法：將軟管套住參比電極液接界，使用水流吸氣泵，抽吸部分內(nèi)充液穿過(guò)液接界，除去機(jī)械堵塞物。
（4） 煮沸液接界：銀－氯化銀參比電極的液接界浸入沸水中10～20秒。注意，下一次煮沸前，應(yīng)將電極冷卻到室溫。
（5） 當(dāng)以上方法均無(wú)效時(shí)，可采用砂紙研磨的機(jī)械方法去除堵塞。此法可能會(huì)使研磨下的砂粒塞入液接界。造成*性堵塞。
（二）維護(hù)
目前實(shí)驗(yàn)室使用的電極都是復(fù)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(nèi)氯化鉀溶液的液壓差。下面就把電極的使用與維護(hù)簡(jiǎn)單作一介紹：
⒈復(fù)合電極不用時(shí)，可充分浸泡3m氯化鉀溶液中。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(yīng)該透明而無(wú)裂紋；球泡內(nèi)要充滿溶液，不能有氣泡存在。
⒊測(cè)量濃度較大的溶液時(shí)，盡量縮短測(cè)量時(shí)間，用后仔細(xì)清洗，防止被測(cè)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(yīng)用濾紙吸干, 避免損壞玻璃薄膜、防止交叉污染，影響測(cè)量精度。
⒌測(cè)量中注意電極的銀—氯化銀內(nèi)參比電極應(yīng)浸入到球泡內(nèi)氯化物緩沖溶液中，避免電計(jì)顯示部分出現(xiàn)數(shù)字亂跳現(xiàn)象。使用時(shí)，注意將電極輕輕甩幾下。
⒍電極不能用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或其他腐蝕性溶液。
⒎嚴(yán)禁在脫水性介質(zhì)如無(wú)水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。