PH計原理與測量方法

什麽(me) 是PH？PH是拉丁文“Pondus hydrogenii”一詞的縮寫(xie) （Pondus=壓強、壓力hydrogenium=氫），用來量度物質中氫離子的活性。這一活性直接關(guan) 係到水溶液的酸性、中性和堿性。水在化學上是中性的，但不是沒有離子，即使化學純水也有微量被離解：嚴(yan) 格地講，隻有在與(yu) 水分子水合作用以前，氫核不是以自由態存在。 　　H2O+ H2O=H3O+ + OHˉ 　　由於(yu) 水全氫離子（H3O）的濃度事與(yu) 氫離子（H）濃度等同看待，上式可以簡化成下述常用的形式： 　　H2O=H+ + OHˉ 　　此處正的氫離子人們(men) 在化學中表示為(wei) “H+離子”或“氫核”。水合氫核表示為(wei) “水合氫離子”。負的氫氧根離子稱為(wei) “氫氧化物離子”。 　　利用質量作用定律，對於(yu) 純水的離解可以找到一平衡常數加以表示： 　　K = H3O+·OH- —————— 　　H2O 　　由於(yu) 水隻有極少量被離解，因此水的克分子濃度實際為(wei) 一常數，並且有平衡常數K可求出水的離子積KW。 　　KW=K×H2O KW= H3O+·OH－=10－7·10－7=10mol/l(25℃) 　　也就是說對於(yu) 一升純水在25℃時存在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+遊離的物質。同樣，如果氫離子H+並使OHˉ離子遊離，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(wei) 了免於(yu) 用此克分子濃度負冥指數進行運算，生物學家澤倫(lun) 森（Soernsen）在1909年建議將此不便使用的數值用對數代替，並定義(yi) 為(wei) “pH值”。數學上定義(yi) pH值為(wei) 氫離子濃度的常用對數負值。即 　　因此，PH值是離子濃度以10為(wei) 底的對數的負數： 　　改變50m3的水的pH值，從(cong) pH2到pH3需要500L漂白劑。然而，從(cong) pH6到pH7隻需要50L的漂白劑。 　　測量PH值的方法很多，主要有化學分析法、試紙法、電位法。現主要介紹電位法測得PH值。 　　電位分析法所用的電極被稱為(wei) 原電池。原電池是一個(ge) 係統，它的作用是使化學反應能量轉成為(wei) 電能。此電池的電壓被稱為(wei) 電動勢（EMF）。此電動勢（EMF）由二個(ge) 半電池構成，其中一個(ge) 半電池稱作測量電極，它的電位與(yu) 特定的離子活度有關(guan) ，如H+；另一個(ge) 半電池為(wei) 參比半電池，通常稱作參比電極，它一般是測量溶液相通，並且與(yu) 測量儀(yi) 表相連。