PH计的使用以及原理
PH计的使用以及原理
pH 计是一种测量液体 pH 值的装置。
pH值是水质指标之一，代表液体的氢离子浓度。例如，自来水被归类为中性，碳酸水和胃酸被归类为酸性，石灰水和肥皂水被归类为碱性。
一种简单的测量方法是使用石蕊试纸的比色法。然而，为了更准确地了解 pH 值，您需要 pH 计。大多数pH计使用玻璃电极，这称为玻璃电极法。
主要用于垃圾焚烧炉、锅炉、火力发电等进行燃烧的pH测量，以及建筑和土木工程期间以及混凝土工厂排放工厂废水时的pH测量。可安装pH计来持续测量和监测pH值异常情况。
在食品领域，许多食品的味道和安全性取决于pH值。每种食品都有合适的pH值，如果pH不合适，可能会出现风味损失或异物污染等问题。
图1. PH计原理
使用一般玻璃电极法的pH系统使用两种类型的电极：玻璃电极和参比电极。通过测量这两个电极之间的电位差可以测量 pH 值。
如果玻璃薄膜的内部和外部之间存在pH差异，则将产生与该差异相对应的电势差。理论上，在25℃的溶液中，如果pH值相差1，就会产生大约59mV的电动势。玻璃电极内部液体的pH值通常为7，因此可以通过测量电动势来确定被测物体的pH值。
为了测量如上所述的电动势，需要另一个电极来进行比较。这称为参比电极。在参比电极中，电极内部液体和测试液体通过液接界接触，即使测试液体发生变化，电势也几乎不改变。但理想情况下，电极内部液体应始终流向液接界处的被测液体，因此，测量时应打开参比电极内部补液口，使内部液位高于被测液体。液位必须。
进行pH测量时，需要使用标准溶液进行校准。使用缓冲溶液作为标准溶液。 JIS 确定了五种标准溶液。这五种类型是草酸盐、邻苯二甲酸盐、中性磷酸盐、硼酸盐和碳酸盐。当 pH 差为 1 时，电位差约为 59 mV，因此通过首先使用这些标准溶液进行校准，可以准确测量由于 pH 差而产生的电动势。
图 2. PH 计电极
pH计一般由电极和用于温度补偿的温度传感器组成。使用玻璃作为电极，通过测量玻璃电极与参比电极之间的电位差来确定pH值。
铂/氢电极曾被用作pH计的测量电极，但这种电极已不再常用。另一方面，它用作参比电极以获得高精度的测量结果。
玻璃电极现在用于处理日益多样化的待测溶液。玻璃电极的内部缓冲溶液密封在 pH 敏感玻璃膜内，该溶液通过内部传导电极来测量电位。另外，要求外电极管具有高耐碱性，并且具有数倍于玻璃膜的电阻。
pH计通常使用两个电极进行测量，即玻璃电极（测量电极）和参比电极，但将测量电极和参比电极合二为一的复合电极被开发出来并在许多地方使用。
复合电 有同心连接到测量电极外侧的参比电极。
种植农作物时，需要检查土壤的pH值，判断是酸性还是碱性。
例如，茶的pH值为5，呈酸性，土豆的pH值为6，呈弱酸性，菠菜的pH值为7，呈中性；每种作物的土壤pH值范围不同。然而，测量土壤 pH 值很困难，而且不可能像使用溶液那样将玻璃电极插入地面。
农林水产省制作了土壤pH值测定手册，其中有使用指示剂的简单测定方法。
这包括自然干燥收集的土壤并将其与自来水混合。静置约5-10分钟，收集上清液，滴加指示剂。读取样品水的颜色并检查相应的pH值。除此之外，还有便携式pH测量装置，可以直接插入地下测量目标土壤的pH值。
