pH计原理

原理

什么是pH?pH是拉丁文"Pondus hydrogenii"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平衡常数加以表示:

K=H3O×OH----H2O

由于水只有少量被离解，因此水的质量摩尔浓度实际为常数，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性，呈酸性还是碱性，为了免于用此分子浓度负冥数行运算，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。