恒奥德仪器pH计原理分类

　　原理

　　什么是pH?pH是拉丁文"Pondus hydrogenii"一词的缩写(Pondus=压强、压力hydrogenium=氢)，用来量度物质中氢离子的活性。这一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的，但不是没有离子，即使化学纯水也有微量被离解:严格地讲，在与水分子水合作用以前，氢核不是以自由态存在。

　　H2O+ H2O=H3O+ OHˉ，由于水合氢离子(H3O)的浓度是与氢离子(H)浓度等同看待，上式可以简化成下述常用的形式:

　　H2O=H+ OHˉ

　　此处正的氢离子，人们在化学中表示为"H离子"或"氢核"。水合氢核表示为"水合氢离子"。负的氢氧根离子称为"氢氧化物离子"。

　　利用质量作用定律，对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示:

　　K=H3×OH----H2O

　　由于水只有极少量被离解，因此水的质量摩尔浓度实际为一常数，并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。

　　KW=K×H2O KW= H3O·OH-=10·10=10mol/l(25℃)

　　也就是说对于一升纯水在25℃时存在10摩尔H3O离子和10摩尔OHˉ离子。

　　在中性溶液中，氢离子H和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10mol/l。如:

　　假如有过量的氢离子H，则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子H游离的物质。同样，如果使OHˉ离子游离，那么溶液就是碱性的。所以，给出H值就足以表示溶液的特性，呈酸性还是碱性，为了免于用此分子浓度负幂指数进行运算，生物学家泽伦森(Soernsen)在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替，并定义为"pH值"。数学上定义pH值为氢离子浓度的常用对数负值。即pH=-log[H]。

　　因此，pH值是离子浓度以10为底的对数的负数:

　　改变50m的水的pH值，从pH2到pH3需要500L漂白剂。然而，从pH6到pH7只需要50L的漂白剂。

　　测量pH值的方法很多，主要有化学分析法、试纸法、电位法。现主要介绍电位法测得pH值。

　　电位分析法所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势(EMF)。此电动势(EMF)由二个半电池构成，其中一个半电池称作指示电极，它的电位与特定的离子活度有关，如H；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是测量溶液相通，并且与测量仪表相连。

　　例如，一支电极由一根插在含有银离子的盐溶液中的一根银导线制成，在导线和溶液的界面处，由于金属和盐溶液二种物相中银离子的不同活度，形成离子的充电过程，并形成一定的电位差。失去电子的银离子进溶液。当没有施加外电流进行反充电，也就是说没有电流的话，这一过程终会达到一个平衡。在这种平衡状态下存在的电压被称为半电池电位或电极电位。这种(如上所述)由金属和含有此金属离子的溶液组成的电极被称为类电极。

　　分类

　　人们根据生产与生活的需要，科学地研究生产了许多型号的酸度计:

　　按测量精度

　　可分0.2级、0.1级、0.01级或更高精度。

　　按仪器体积

　　分为笔式(迷你型)、便携式、台式还有在线连续监控测量的在线式。

　　根据使用的要求

　　笔式(迷你型)与便携式pH酸碱度计一般是检测人员带到现场检测使用。

　　选择pH酸碱度计的精度级别是根据用户测量所需的精度决定，而后根据用户方便使用而选择各式形状的pH计。

　　◆按便携性分的，分为:便携式pH计，台式pH计和笔式pH计。

　　◆按用途分为:实验室用pH计，工业在线pH计等。

　　◆按先进程度分为经济型pH计，智能型pH计，精密型pH计或分为指针式pH计，数显式pH计。

　　◆笔式pH计，一般制成单一量程，测量范围狭窄，为专用简便仪器。

　　便携式和台式pH计测量范围较广，常用仪器，不同点是便携式采用直流供电，可携带到现场。实验室pH计测量范围广、功能多、测量精度高。

　　工业用pH计的特点是要求稳定性好、工作可靠，有一定的测量精度、环境适应能力强、抗干扰能力强，具有模拟里量输出、数字通讯、上下限报警和控制功能等。

　　级别度

　　酸度计的级别和仪器的准确度是不同的两个概念，仪器级别与其准确度并不完全一致。酸度计的级别是按其指示器(简称电计)的分度值(分辨率或小显示值)表示的，例如:分度为0.1pH的仪器称为0.1级仪器；小显示值为0.001pH的仪器称为0.001级仪器，等等。而仪器的准确度是电计与电极配套测试标准溶液的综合误差，它不仅与电计有关，而且与玻璃电极和参比电极更有关。从实际使用要求出发，电计的分度值为0.1~0.001pH，如果有必要的话，依当前的科技水平，完全可以制作出更精密的电计。但是，由于结构和制造等方面的原因，常用电极的性能还不能达到完全理想的程度。

　　玻璃电极的重复性误差和参比电极的溶液接界电势稳定性都不优于0.01pH。因此，电计的分辨率再高，仪器测试准确度都难优于0.01pH。但是，选择高分辨率的仪器可以大限度地克服或消除电计对测试误差的影响。由于要使电计达到满意的精度已不成问题，所以都在仪器的智能化，人性化，可靠性，操作简便以及性价比等方面不断创新和提高。酸度计的级别与其测试准确度的关系在酸度计国家计量检定规程(JJG119-84)中规定如下:

　　PH度计仪器的级别0.2级、0.1级、0.02级、0.01级、0.001级

　　分度值或小显示值(pH)0.2、0.1、0.02、0.01、0.001

　　电计示值误差(pH)±0.1、±0.05、±0.01、±0.01、±0.002

　　配套测试示值总误差(pH)±0.2、±0.1、±0.02、±0.02、±0.01

　　注:配套测试时的测试范围应控制在pH3~pH10内。从上表可以看出，对于0.01级以下的酸度计，示值总误差数值等于其级别，对于0.01级的酸度计，示值总误差为0.02pH，对于0.001级酸度计，其示值总误差也只能达到±0.01pH，而且此时需要使用一级pH标准物质才能得到保证。(注意:pH国家标准物质分一级和二级两种，一般酸度计常用的是二级pH标准物质