pH 測量理論

術(shù)語pH由負(fù)對數(shù)符號“p”和氫元素符號“H”組成。組合在一起是指氫濃度的負(fù)對數(shù)值。pH值是一種用于比較指定溫度下溶液相對酸堿度的便捷方法。pH值7表示溶液為中性，因?yàn)闅潆x子和氫氧根離子的濃度相等。當(dāng)pH值低于7時(shí)，溶液為酸性，因?yàn)闅潆x子的濃度大于氫氧根離子的濃度。隨著氫離子濃度的增加和pH值的降低，溶液的酸性變強(qiáng)。相反，當(dāng)pH值高于7時(shí)，溶液為堿性，因?yàn)闅溲醺x子的濃度大于氫離子的濃度。

pH電極理論

溶液中氫離子的濃度通過由傳感電極、參比電極和pH計(jì)組成的pH測量系統(tǒng)進(jìn)行測量。當(dāng)pH傳感電極與樣品接觸時(shí)，傳感膜上產(chǎn)生電位，且該膜電位隨pH值而變化。該傳感電極稱為半電池，參比電極額外提供一個(gè)不變電位以進(jìn)行定量比較。復(fù)合pH電極由一個(gè)傳感電極和一個(gè)內(nèi)置在同一電極體中的參比電極組成。復(fù)合電極提供與半電池系統(tǒng)相同的選擇性和響應(yīng)，但僅可使用和維護(hù)一個(gè)電極。pH計(jì)作為讀出設(shè)備，用于計(jì)算參比電極和傳感電極電位之間的差值（單位為毫伏）。毫伏響應(yīng)用于計(jì)算儀表上顯示的pH讀數(shù)。讀數(shù)之前，應(yīng)參考已知pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖液（可追溯到NIST標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行系統(tǒng)校正。

電極符合能斯特方程：E=Eo+(2.3RT/nF)logaH⁺

E為傳感電極的測量電位，Eo為參比電極的固定電位，（2.3RT/nF）為能斯特因子，logaH+為pH值。能斯特因子2.3RT/nF中包含氣體定律常數(shù)（R）、法拉第常數(shù)（F）、開爾文溫度（T）和離子電荷（n）。對于pH，其中n=1，能斯特因子為2.3RT/F。由于R和F為常數(shù)，因此，因子和電極行為取決于溫度。

電極響應(yīng)曲線的斜率為待測離子電極響應(yīng)的量度值，也就是能斯特因子。當(dāng)溫度為25℃時(shí)，理論能斯特斜率為59.16mV/pH。ThermoScientificpH計(jì)將斜率顯示為理論值的百分比。例如，對于兩點(diǎn)校正，斜率98.5%相當(dāng)于58.27mV/pH。pH計(jì)檢測pH傳感球泡信號、參比信號和溫度信號，并使用這些值通過Nernst方程計(jì)算pH值。ThermoScientific?pH計(jì)內(nèi)含常用緩沖液的pH值與溫度值。儀表可識別特定pH緩沖液并使用測量溫度下正確的緩沖液值進(jìn)行校正。