恒奧德(de)儀(yi)器(qi)pH計原(yuan)理(li)分類(lei)

原(yuan)理(li)

"pH"中(zhong)的(de)"p"來自德(de)語Potenz，意(yi)思是濃度，H(hydrogenion)代(dai)表(biao)氫(qing)離(li)子(zi)，用(yong)來量(liang)度物(wu)質中(zhong)氫(qing)離(li)子(zi)的(de)活性。這活性直(zhi)接(jie)關(guan)系到水溶液的(de)酸性、中(zhong)性和(he)堿(jian)性。水在化(hua)學(xue)上(shang)是中(zhong)性的(de)，但不是沒有(you)離子(zi)，即(ji)使(shi)化(hua)學(xue)純(chun)水也有微(wei)量(liang)被(bei)離解(jie):嚴格(ge)地(di)講(jiang)，在與水分子(zi)水合(he)作用(yong)以前，氫(qing)核(he)不(bu)是以自由(you)態(tai)存在。

2H₂O≒H₃O⁺ + OH⁻，由(you)於(yu)水合(he)氫(qing)離(li)子(zi)(H3O)的(de)濃度是與氫(qing)離(li)子(zi)(H)濃度等(deng)同看(kan)待，上(shang)式可(ke)以簡化(hua)成(cheng)下述常(chang)用(yong)的(de)形(xing)式:

H₂O≒H⁺ + OH⁻

此處(chu)正的(de)氫(qing)離(li)子(zi)，人(ren)們(men)在化(hua)學(xue)中(zhong)表(biao)示(shi)為"H離子(zi)"或(huo)"氫(qing)核(he)"。水合(he)氫(qing)核(he)表(biao)示(shi)為"水合(he)氫(qing)離(li)子(zi)"。負(fu)的(de)氫(qing)氧(yang)根(gen)離(li)子(zi)稱為"氫(qing)氧(yang)化(hua)物(wu)離子(zi)"。

利用(yong)質量(liang)作(zuo)用定(ding)律(lv)，對(dui)於(yu)純(chun)水的(de)離解(jie)可以找到平衡常數(shu)加(jia)以表(biao)示(shi):

K=H3O×OH----H2O

由(you)於(yu)水只有少量(liang)被離解(jie)，因此(ci)水的(de)質量(liang)摩爾(er)濃度實際(ji)為常數(shu)，並(bing)且(qie)有平(ping)衡常數(shu)K可求出(chu)水的(de)離子(zi)積(ji)KW。

KW=K×H2O KW= [H3O]·[OH]=10·10=10mol/L(25℃)

也就(jiu)是說(shuo)對(dui)於(yu)升純水在25℃時(shi)存在10摩爾(er)H3O離子(zi)和(he)10摩爾(er)OHˉ離子(zi)。

在中(zhong)性溶液(ye)中(zhong)，氫(qing)離(li)子(zi)H和(he)氫(qing)氧(yang)根(gen)離(li)子(zi)OHˉ的(de)濃度都(dou)是10mol/L。如:

假如有過(guo)量的(de)氫(qing)離(li)子(zi)H，則(ze)溶液(ye)呈(cheng)酸性。酸是能(neng)使(shi)水溶液中(zhong)的(de)氫(qing)離(li)子(zi)H遊離的(de)物(wu)質。同(tong)樣(yang)，如果使OHˉ離(li)子(zi)遊離，那(na)麽溶(rong)液就(jiu)是堿(jian)性的(de)。所(suo)以，給出(chu)H值(zhi)就足以表(biao)示(shi)溶液(ye)的(de)性，呈酸(suan)性還(hai)是堿(jian)性，為了免於(yu)用(yong)此分子(zi)濃度負(fu)冪數(shu)行(xing)運算(suan)，生(sheng)物(wu)學(xue)家澤(ze)倫(lun)森(Soernsen)在1909年(nian)建(jian)議(yi)將此(ci)不(bu)便(bian)使用的(de)數(shu)值用對(dui)數(shu)代(dai)替，並(bing)定(ding)義(yi)為"pH值"。數(shu)學(xue)上(shang)定(ding)義(yi)pH值(zhi)為氫(qing)離(li)子(zi)濃度的(de)常用對(dui)數(shu)負值。即(ji)pH=-lg[H]。

分類(lei)

人們(men)根據與生(sheng)活的(de)需(xu)要，地(di)研(yan)究了許(xu)多型號的(de)酸度計:

按測(ce)量(liang)度(du)

可分0.2、0.1、0.01或(huo)更(geng)度。

按儀(yi)器(qi)體(ti)積

分為筆式(迷(mi)妳(ni)型)、便攜(xie)式、臺式還(hai)有在線連(lian)續(xu)監控測(ce)量(liang)的(de)在線式。

根據使用的(de)要求(qiu)

筆式(迷(mi)妳(ni)型)與便(bian)攜(xie)式pH酸(suan)堿(jian)度計般(ban)是檢測(ce)人(ren)員(yuan)帶到現場(chang)檢測(ce)使(shi)用(yong)。

選擇(ze)pH酸堿(jian)度計的(de)度別(bie)是根(gen)據用戶測(ce)量(liang)所(suo)需(xu)的(de)度決定，而(er)後根(gen)據用戶方便(bian)使用而(er)選(xuan)擇(ze)各式形(xing)狀(zhuang)的(de)pH計。

◆按便(bian)攜(xie)性分的(de)，分為:便攜(xie)式pH計(ji)，臺式pH計(ji)和(he)筆(bi)式pH計(ji)。

◆按用(yong)途(tu)分為:實驗室用(yong)pH計，業在線pH計(ji)等(deng)。

◆按程(cheng)度分為經濟(ji)型pH計，智(zhi)能型pH計，型pH計或(huo)分為針式pH計(ji)，數(shu)顯(xian)式pH計(ji)。

◆筆式pH計(ji)，般(ban)制(zhi)成(cheng)單(dan)量(liang)程(cheng)，測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)狹(xia)窄，為用簡便儀(yi)器(qi)。

便攜(xie)式和(he)臺式pH計(ji)測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)較(jiao)廣(guang)，常用(yong)儀(yi)器(qi)，不(bu)同點(dian)是便(bian)攜(xie)式采用直(zhi)供(gong)電，可(ke)攜(xie)帶(dai)到現場(chang)。實驗室pH計(ji)測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)廣(guang)、能多(duo)、測(ce)量(liang)度(du)。

業用(yong)pH計的(de)點是要求(qiu)穩定(ding)性好、作可(ke)靠，有(you)定(ding)的(de)測(ce)量(liang)度(du)、環境適(shi)應(ying)能力強、抗幹(gan)擾(rao)能(neng)力強，具有(you)模(mo)擬(ni)裏(li)量(liang)輸出(chu)、數(shu)字通(tong)訊(xun)、上(shang)下限(xian)報(bao)警和(he)控制(zhi)能(neng)等(deng)。