pH計 是一種分析儀器，用于確定溶液的酸度或堿度——也稱為pH。pH 是描述酸度或堿度的度量單位。它以 0 到 14 的等級衡量。

什么是離心？

離心是一種通過施加離心力從溶液中分離顆粒的技術，分離是基于溶液的顆粒大小、形狀、密度、粘度和離心轉子速度來實現的。

pH 以方程式的形式表示為氫離子濃度的負對數。

例如在純水或中性溶液中，

pH 計算提供的定量數據以氫離子活性表示酸或堿的活性程度。物質的 pH 值與溶液中氫離子 [H+] 和羥基離子 [OH-] 濃度的比值直接相關。如果 H+ 離子濃度高于 OH-，則材料呈酸性（pH < 7）。如果 OH- 濃度大于 H+ 離子，則材料呈堿性（pH > 7）。如果溶液中存在等量的 H+ 和 OH- 離子，則為中性（pH = 7）。

pH 測量

溶液的 pH 值可以通過 pH 試紙或指示劑來測量，它們會隨著 pH 值的變化而改變顏色，但不會給出準確的讀數。使用電子 pH 計計算精確的 pH 測量值。pH計由三部分組成：pH測量電極、參比電極和高輸入阻抗計。可以將 pH 電極假定為電池，其電壓隨被測溶液的 pH 值而變化。pH 測量電極是一個對氫離子敏感的玻璃燈泡，其毫伏輸出與燈泡內外相對氫離子濃度的變化形成對比。參比電極輸出不隨氫離子的活度變化。pH 電極具有非常高的內阻，使得電壓隨 pH 值的變化難以估計。因此，pH 計的輸入阻抗和泄漏電阻是至關重要的因素。pH 計是一種高阻抗放大器，可準確測量微小電極電壓，并在模擬或數字顯示器上以 pH 單位直接顯示結果。在某些情況下，也可以讀取電壓以用于特殊應用或與離子選擇性或氧化還原電位 (ORP) 電極一起使用。

pH電極

在過去的 50 到 60 年中，pH 電極技術并沒有太大的改革。即使在過去 30 到 40 年的現代技術發展中，pH 電極制造仍然是一門藝術。電極的獨特玻璃體由玻璃吹制機吹制成其配置；這不是一項先進或高科技的技術，而是電極制造中非常關鍵和必不可少的步驟。玻璃的厚度決定了它的電阻并影響它的輸出。

一個典型的現代 pH 探頭是一個組合電極，它將玻璃電極和參比電極組合成一個整體。復合電極由以下部分組成：

圖 2：典型 pH 玻璃電極的示意圖。（圖片來源維基百科）

1. 電極的感應部分，由特定玻璃制成的燈泡

2. 內電極，通常是氯化銀電極或甘汞電極

3. 內部溶液，通常是 pH=7 的緩沖溶液，pH 電極為 0.1 mol/L KCl 或 pM 電極為 0.1 mol/L MCl

4. 使用氯化銀電極時，玻璃電極內部會析出少量的AgCl

5. 參比電極，通常與 2 相同

6. 參考內溶液，通常為 0.1 mol/L KCl

7. 與研究溶液的連接，通常由陶瓷或帶有石棉或石英纖維的毛細管制成。

8. 電極主體，由非導電玻璃或塑料制成。

pH 電極的底部會膨脹成一個圓形的薄玻璃燈泡。最好將 pH 電極假定為管中的管。內管包含不變的 1×10-7 mol/L HCl 溶液。在內管內部也是參考探頭的陰極端。陽極末端包裹在內管外部，并以與內管內部相同類型的參考探針結束。它充滿 KCl 參考溶液，并通過用作鹽橋的多孔塞與 pH 探頭外部的溶液接觸。

校準

每次測量前，必須使用至少兩種已知 pH 值（通常約為 4 和 7）的標準緩沖溶液校準 pH 計。

一些需要測量 pH 值的典型應用

• pH 測量在農業工業中對土壤評估非常重要。主要農作物需要堿性環境，因此必須進行 pH 測量。

• 它也用于食品工業，特別是用于乳制品，如奶酪、凝乳、酸奶等。

• 它成為化學和制藥行業的強制性要求。

• 它成為洗滌劑生產中的一個重要因素。

• pH 值監測在水處理廠和 RO 凈水器中至關重要。