pH是表示水溶液性質的單位之一,用氫離子濃度的指標來表示。事實證明,在恒定溫度的水中,氫離子(H+)和氫氧根離子(OH-)濃度的乘積具有恒定值,即氫離子濃度和氫氧根離子濃度成反比。 將氫離子濃度和氫氧根離子濃度均為1.0×10 -7 mol/L的狀態稱為中性。但由于小數點后的數字太多,不太實用,所以將“pH”定義為以常用對數表示的氫離子濃度的倒數,如下所示。
由此,在中性情況下,氫離子濃度為10 -7 mol/L,[H+] = 10 -7 ,因此pH = 7。
如果氫離子濃度高于此,則稱為酸性,如果低于此,則稱為堿性。當氫離子濃度為10 -1 mol/L時,[H+]=10 -1,因此pH=1,呈酸性;當氫離子濃度為10 -13 mol/L時,[H+] = 10 -13,因此 pH = 13 時呈堿性。
離子敏感場效應晶體管(Ion Sensitive Field Effect Transistor)的縮寫,測量原理與玻璃電極法相同,但響應部分不使用導電玻璃膜,而是使用半導體元件或絕緣膜,具有結構。
與玻璃電極相比,它們由樹脂制成,因此損壞的風險較小,但由于 ISFET 必須使用粘合劑安裝,因此在惡劣的測量環境下它們的使用壽命通常較短。
pH 計的購買價格比玻璃電極類型相對較低。
金屬電極法包括氫電極法、醌氫電極法、銻電極法。
氫電極法測量通過將氫電極浸入測量液體中而產生的電勢,氫電極是通過將純氫氣吸附在鉑電極上而制成的。雖然它是標準的pH測量方法,但由于處理氫氣不方便且容易受到強氧化性和還原性物質的影響,因此不太實用。
醌氫醌電極法是根據醌氫醌電極和參比電極之間的電位差來測定pH的方法,醌氫醌電極是浸沒在添加了醌氫醌并充分攪拌的樣品溶液中的鉑電極。雖然這是一種簡單的測量方法,但并不經常使用,因為它只能在 pH 值低于 8 時進行測量。
銻電極法是將拋光良好的銻棒與參比電極一起浸入測量溶液中,根據兩者之間的電位差測定pH值的方法。該測量方法著眼于以下事實:通過溶解銻棒表面的氧化物而形成的氫氧化銻的電離平衡根據測量溶液的pH值而不同。重復性差,如指示值隨電極拋光方式的不同而變化,并且可能因金屬離子的影響而產生誤差,因此主要用于測量不能使用玻璃電極的含氟溶液以及精度要求不高,就用了。
因pH值變化而變色的顏料稱為pH指示劑(酸堿指示劑),目前已開發出多種指示劑。將這些指示劑浸入紙中的試紙稱為pH試紙。
另一種簡單檢查物質是否呈酸性、中性或堿性的方法是使用石蕊試紙,但它不是很敏感,目前很少使用。
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