pH检测原理与应用选型

pH的定义

pH：表示水溶液的酸碱性强弱程度。
1.pH范围：0~14之间
2.测定pH最简便的方法：pH试纸
3.pH计算表示方法：pH=－logC(H⁺) 用C(H⁺)的负对数来表示。

意义：表示溶液酸、碱性的强弱。
pH范围在0~14之间，只适用于稀溶液，氢离子浓度或氢氧根离子浓度大于1mol/L的溶液的酸碱度直接用浓度表示。

pH与溶液酸碱度的关系：1、pH<7，溶液呈酸性；pH越小酸性越强；2、pH=7，溶液呈中性。3、pH>7，碱性呈溶液；pH越大碱性越强；

水质 pH值的测定 电极法 行业标准：
水质 pH值的测定 电极法 HJ 1147-2020为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》，保护生态环境，保障人体健康，规范水中 pH 值的测定方法。本标准规定了测定地表水、地下水、生活污水和工业废水中 pH 值的电极法。

pH测量原理

●通过测量测量电极与参比电极之间的电位差，并利用能斯特方程，可以计算出溶液中的氢离子浓度，从而得到pH值。●玻璃电极的表面涂有一层敏感膜，当溶液中的氢离子与膜上的离子发生交换时，会产生一个电位差。参比电极则是一个稳定的电极，其电位不随溶液中氢离子浓度的变化而变化。●测量电极：对溶液pH值变化敏感●参比电极：恒定电位。

  pH电极结构  

在1948年之前，pH测量必须由两支电极完成，一支玻璃测量电极，一支参比电极。1948年发明了复合pH传感器。

pH玻璃电极结构

玻璃电极：是建立一个对所测量溶液的氢离子活度发生变化作出反应的电位差。
参比电极：对溶液中氢离子活度无响应，具有已知和恒定的电极电位的电极，作为测量各种偏离电位的对照。
电位计：能测量高阻抗电位，能测量正负电势差。

pH复合电极结构

复合电极：目前使用最普遍的电极，结合了参比电极和玻璃电极这两种电极的功能，操作更加简易。
常用参比电极：银/氯化银电极、饱和甘汞电极
常用的填充液：饱和氯化钾、饱和硝酸钾溶液、氯化钠溶液等

pH计分类

根据使用场合：
笔式pH计：主要用于代替pH试纸的功能，具有精度低、使用方便的特点。

便携pH计：主要用于现场和野外测量，要求较高的精度和完善的功能。
台式pH计：主要用于实验室，要求精度高、功能全，包括打印输出、数据处理等。
工业pH计：用于工艺流程式的连续测量，要求有测量显示功能、报警和控制功能，以及考虑安装、清洗、抗干扰等问题。

pH测量误差

1、纯水pH测量的静电荷电导率小于5uS/cm的水样接近于绝缘体，水样流动与电极表面摩擦可产生静电荷，又静电荷不能及时流走而在玻璃电极表面积累。该静电荷的作用使玻璃电极的电极电位Eg发生变化，从而使pH计测量的电位差(Eg-Er)发生变化，造成pH测量误差。

2、温度的影响根据pH测量原理，测量水样的pH可以表示为：pH=pHs-（E-Es）·F/（2.303RT)系数F/（2.303RT)受温度的变化呈规律性变化。
3、其他误差（1）因制造过程中的缺陷、使用过程中的老化或污染而导致测量误差。（2）校准方法不当或使用的校准液不准确，会导致测量误差。（3）不正确的使用和维护方法也可能导致误差。

pH测量误差与选型