北京(jing)恒奧德儀新(xin)款pH計 原理(li)分(fen)類(lei)

原理(li)

什(shen)麽(me)是(shi)pH?pH是(shi)拉丁(ding)文"Pondus hydrogenii"詞(ci)的縮寫(xie)(Pondus=壓(ya)強、壓(ya)力(li)hydrogenium=氫(qing))，用來量度(du)物質(zhi)中(zhong)氫(qing)離(li)子(zi)的活(huo)性(xing)。這(zhe)活(huo)性(xing)直接(jie)關(guan)系到(dao)水(shui)溶液(ye)的酸性(xing)、中(zhong)性(xing)和(he)堿性(xing)。水(shui)在化學(xue)上(shang)是中(zhong)性(xing)的，但不(bu)是(shi)沒有(you)離子(zi)，即(ji)使(shi)化學(xue)純(chun)水(shui)也有微(wei)量(liang)被(bei)離解(jie):嚴格地(di)講，在(zai)與水(shui)分子(zi)水(shui)合(he)作用以前，氫(qing)核不(bu)是(shi)以自由態存(cun)在(zai)。

H2O+ H2O=H3O+ OHˉ，由於水(shui)合(he)氫(qing)離(li)子(zi)(H3O)的濃度(du)是與氫(qing)離(li)子(zi)(H)濃度等(deng)同看(kan)待，上(shang)式(shi)可以簡化成下述(shu)常用的形式(shi):

H2O=H+ OHˉ

此處(chu)正(zheng)的氫(qing)離(li)子(zi)，人們在(zai)化學(xue)中(zhong)表示為"H離子(zi)"或(huo)"氫(qing)核"。水(shui)合(he)氫(qing)核表示為"水(shui)合(he)氫(qing)離(li)子(zi)"。負的氫(qing)氧根(gen)離(li)子稱(cheng)為"氫(qing)氧化物(wu)離(li)子"。

利(li)用質量(liang)作用定律(lv)，對於純(chun)水(shui)的離解(jie)可以找到(dao)平(ping)衡(heng)常數(shu)加以表示:

K=H3O×OH----H2O

由於水(shui)只有(you)少(shao)量(liang)被(bei)離解(jie)，因此水(shui)的質量(liang)摩爾(er)濃度(du)實際為常數(shu)，並且(qie)有(you)平(ping)衡(heng)常數(shu)K可求(qiu)出水(shui)的離子(zi)積(ji)KW。

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

也就是(shi)說(shuo)對於升(sheng)純水(shui)在25℃時存(cun)在(zai)10摩(mo)爾(er)H3O離子(zi)和(he)10摩爾(er)OHˉ離子(zi)。

在中(zhong)性(xing)溶液(ye)中(zhong)，氫(qing)離(li)子(zi)H和(he)氫(qing)氧根(gen)離(li)子OHˉ的濃度(du)都是10mol/l。如(ru):

假如(ru)有過(guo)量的氫(qing)離(li)子(zi)H，則(ze)溶(rong)液(ye)呈酸性(xing)。酸是(shi)能(neng)使(shi)水(shui)溶液(ye)中(zhong)的氫(qing)離(li)子(zi)H遊離的物質(zhi)。同樣(yang)，如(ru)果使(shi)OHˉ離(li)子(zi)遊離，那(na)麽(me)溶液(ye)就是(shi)堿性(xing)的。所以，給出H值(zhi)就足(zu)以表示溶液(ye)的性(xing)，呈酸性(xing)還(hai)是(shi)堿性(xing)，為了免於用此分(fen)子(zi)濃(nong)度負(fu)冪(mi)數(shu)行(xing)運算(suan)，生(sheng)物(wu)學家(jia)澤倫(lun)森(Soernsen)在(zai)1909年建議(yi)將(jiang)此不(bu)便使(shi)用的數(shu)值用對數(shu)代(dai)替(ti)，並定(ding)義(yi)為"pH值"。數(shu)學上(shang)定義(yi)pH值為氫(qing)離(li)子(zi)濃度的常用對數(shu)負值(zhi)。即(ji)pH=-log[H]。

因(yin)此，pH值(zhi)是(shi)離(li)子濃(nong)度以10為底的對數(shu)的負數(shu):

改(gai)變50m的水(shui)的pH值，從(cong)pH2到(dao)pH3需要500L漂(piao)白劑。然而(er)，從(cong)pH6到(dao)pH7只(zhi)需要50L的漂白(bai)劑。

測(ce)量(liang)pH值(zhi)的方(fang)法很多(duo)，主(zhu)要有(you)化學(xue)分(fen)析法、試(shi)紙法、電(dian)位(wei)法。現(xian)主(zhu)要介紹電(dian)位(wei)法測(ce)得(de)pH值(zhi)。

電(dian)位(wei)分析法所用的電(dian)被(bei)稱(cheng)為原電(dian)池(chi)。原電(dian)池(chi)是個(ge)系統，它的作用是使(shi)化學(xue)反應能(neng)量(liang)轉(zhuan)成為電(dian)能(neng)。此電(dian)池(chi)的電(dian)壓(ya)被(bei)稱(cheng)為電(dian)動勢(shi)(EMF)。此電(dian)動勢(shi)(EMF)由二個(ge)半(ban)電(dian)池(chi)構成，其(qi)中(zhong)個半(ban)電(dian)池(chi)稱(cheng)作示電(dian)，它(ta)的電(dian)位(wei)與定(ding)的離子(zi)活(huo)度有(you)關(guan)，如(ru)H;另個(ge)半(ban)電(dian)池(chi)為參比(bi)半(ban)電(dian)池(chi)，通常稱(cheng)作參比(bi)電(dian)，它(ta)般是(shi)測量(liang)溶(rong)液(ye)相(xiang)通，並且(qie)與測(ce)量(liang)儀表(biao)相連。

例(li)如(ru)，支電(dian)由根插在(zai)含有(you)銀離(li)子(zi)的鹽(yan)溶(rong)液(ye)中(zhong)的根銀(yin)導(dao)線制成，在導(dao)線和(he)溶液(ye)的界(jie)面處(chu)，由於金(jin)屬和(he)鹽(yan)溶(rong)液(ye)二種(zhong)物相(xiang)中(zhong)銀離(li)子的不(bu)同(tong)活(huo)度，形(xing)成離子的充電(dian)過(guo)程，並形(xing)成定的電(dian)位(wei)差。失(shi)去(qu)電(dian)子(zi)的銀離(li)子溶(rong)液(ye)。當(dang)沒有(you)施(shi)加(jia)外(wai)電(dian)反充電(dian)，也就是(shi)說(shuo)沒有(you)電(dian)的話，這(zhe)過(guo)程終(zhong)會達(da)到(dao)個(ge)平(ping)衡(heng)。在(zai)這(zhe)種(zhong)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)態下存(cun)在(zai)的電(dian)壓(ya)被(bei)稱(cheng)為半電(dian)池(chi)電(dian)位(wei)或電(dian)電(dian)位(wei)。這(zhe)種(zhong)(如(ru)上所述)由金屬和(he)含有(you)此金(jin)屬離(li)子(zi)的溶液(ye)組(zu)成的電(dian)被(bei)稱(cheng)為類(lei)電(dian)。

此電(dian)位(wei)的測量(liang)是相(xiang)對個電(dian)位(wei)與鹽(yan)溶(rong)液(ye)的成分無(wu)關(guan)的參比(bi)電(dian)行(xing)的。這(zhe)種(zhong)具(ju)有立(li)電(dian)位(wei)的參比(bi)電(dian)也被(bei)稱(cheng)為二電(dian)。對於此類(lei)電(dian)，金(jin)屬導(dao)線都是覆蓋(gai)層此種(zhong)金屬的微(wei)溶(rong)性(xing)鹽(yan)(如(ru):Ag/Agcl)，並且(qie)插入(ru)含有(you)此種(zhong)金屬鹽(yan)陰(yin)離(li)子的電(dian)解(jie)質溶(rong)液(ye)中(zhong)。此時半電(dian)池(chi)電(dian)位(wei)或電(dian)電(dian)位(wei)的大(da)小取(qu)決於此種(zhong)陰(yin)離(li)子的活(huo)度

分(fen)類(lei)

人們根(gen)據(ju)與生(sheng)活(huo)的需要，地(di)研究(jiu)了許多型(xing)號的酸度(du)計:

按(an)測(ce)量(liang)度(du)

可分(fen)0.2、0.1、0.01或更度。

按(an)儀器(qi)體(ti)積(ji)

分(fen)為筆式(shi)(迷(mi)妳型)、便攜式、臺(tai)式還(hai)有(you)在線(xian)連續(xu)監(jian)控測量(liang)的在線(xian)式。

根(gen)據(ju)使(shi)用的要求(qiu)

筆式(迷(mi)妳型)與便攜式pH酸(suan)堿度(du)計般(ban)是(shi)檢測(ce)人員帶到(dao)現(xian)場(chang)檢(jian)測(ce)使(shi)用。

選擇(ze)pH酸堿度(du)計的度別(bie)是根(gen)據(ju)用戶測(ce)量(liang)所需的度決定(ding)，而後(hou)根據(ju)用戶方(fang)便使(shi)用而選擇(ze)各式形狀(zhuang)的pH計。

◆按(an)便攜性(xing)分的，分為:便攜式pH計(ji)，臺(tai)式pH計(ji)和(he)筆式(shi)pH計。

◆按用途分(fen)為:實驗(yan)室(shi)用pH計，業(ye)在(zai)線(xian)pH計等(deng)。

◆按程(cheng)度分(fen)為經濟(ji)型pH計(ji)，智(zhi)能(neng)型(xing)pH計(ji)，型(xing)pH計或分為針(zhen)式pH計(ji)，數(shu)顯(xian)式pH計(ji)