pH计

pH计是一种科学仪器，用于测量水基溶液中的氢离子活性，以 pH 值表示其酸度或碱度。 pH 计测量 pH 电极和参比电极之间的电势差，因此 pH 计有时被称为电位计 pH 计。 电位差与溶液的酸度或 pH 值有关。 通过 pH 计（pH 计）测试 pH 值用于从实验室实验到质量控制的许多应用。

水中发生的化学反应的速率和结果通常取决于水的酸度，因此了解水的酸度很有用，通常通过 pH 计测量。 了解 pH 值在许多情况下都是有用的或至关重要的，包括化学实验室分析。 pH 计用于农业土壤测量、市政供水水质、游泳池、环境修复； 酿造葡萄酒或啤酒； 制造、医疗保健和临床应用，例如血液化学； 和许多其他应用程序。

仪器和检测方面的进步扩大了可以进行 pH 测量的应用范围。 这些设备已经小型化，可以直接测量活细胞内的 pH 值。 除了测量液体的 pH 值外，还可以使用专门设计的电极来测量半固体物质（例如食物）的 pH 值。 它们具有适用于刺穿半固体的尖端，具有与食品成分相容的电极材料，并且不易堵塞。

电位计 pH 计测量两个电极之间的电压并显示转换为相应 pH 值的结果。 它们包括一个简单的电子放大器和一对电极，或者一个组合电极，以及某种形式的以 pH 单位校准的显示器。 它通常有一个玻璃电极和一个参比电极，或组合电极。 将电极或探针插入待测溶液中。 pH 计也可以基于锑电极（通常用于恶劣条件）或氢醌电极。

为了准确测量玻璃膜参比电极两侧的电位差，通常在膜的每一侧都需要一个氯化银电极或甘汞电极。 他们的目的是测量各自方面的潜力变化。 一种内置于玻璃电极中。 另一个通过多孔塞与测试溶液接触，可以是单独的参比电极，也可以内置在复合电极中。 产生的电压将是玻璃膜两侧之间的电势差，可能会被两个参考电极之间的一些差异所抵消，这可以得到补偿。 玻璃电极那篇文章有很好的描述和图。

电极的设计是关键部分：这些是通常由玻璃制成的棒状结构，底部有一个装有传感器的灯泡。 用于测量 pH 值的玻璃电极有一个专门设计用于对氢离子浓度具有选择性的玻璃灯泡。 浸入待测溶液后，测试溶液中的氢离子与玻璃灯泡上的其他带正电的离子交换，从而在灯泡上产生电化学势。 电子放大器检测测量中产生的两个电极之间的电位差，并将电位差转换为 pH 单位。 根据能斯特方程，玻璃灯泡上的电化学势的大小与 pH 值呈线性关系。

参考电极对溶液的 pH 值不敏感，由连接到显示器的金属导体组成。 该导体浸入电解质溶液（通常为氯化钾）中，电解质溶液通过多孔陶瓷膜与测试溶液接触。 显示屏由电压表组成，以 pH 为单位显示电压。

将玻璃电极和参比电极浸入测试溶液中，形成一个电路，电路中会产生电位差，并由电压表检测到。 该电路可以认为是从参比电极的导电元件到周围的氯化钾溶液，通过陶瓷膜到测试溶液，玻璃电极的氢离子选择性玻璃，到内部的溶液 玻璃电极，到玻璃电极的银，最后是显示器件的电压表。 电压因测试溶液而异，具体取决于玻璃膜每侧的氢离子浓度差异所产生的电位差。