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PH计(酸度仪)测量的基本原理

pH测量的基本原理
用于确定化学反应过程的*熟悉*古老的零电流测量方法恐怕就是PH测量。
什么是pH,对于PH测量应该知道些什么
一般来讲,pH测量就是用来确定某种溶液的酸碱度。
在水中加入酸,水的酸度便会提高,而PH值降低。在水中加入碱,水的碱度便会提高,而PH值是用来表示酸碱度的单位。
当我们讲牛奶是“凉”的或酸是“弱”的时,并不是确定表示事物的状况,这是因为我们没有说出测量单位和测量值。而当我们讲牛奶的温度是10℃,则是一个确切的概念。同样的当我们讲弱酸的pH值为5.2,这也是一个确切的概念。
世界上有各种各样具有不同酸碱强度的酸和碱。例如:盐酸就是一种很强的酸,而硼酸则很弱(可以用来冲洗眼睛和伤口)。
决定酸的强弱程度,主要看氢离子在溶液中离解的多少。强酸中氢离子离解的很广泛,弱酸中则离解的很少。
盐酸之所以成为强酸,是因为氯使氢离子几乎完全离解了出来。
硼酸之所以是弱酸,是因为只有很少氢离子离解出来。
即使化学纯水也有微量被离解:严格地讲,只有在与水分子水合作以前,氢核不是以自由态存在。
H2O+H2O=H3O+OH
由于水合氢离子(H3O)的浓度可与氢离子(H)浓度等同看待,上式可以简化成下述常用的形式:
      H2O=H++OH
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一平衡常数加以表示:
       
K=
H3O+·OH
H2O
由于水只有极少量被离解,因此水的克分子浓度实际上为一常数,并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。
KW=K×H2O KW =H3O+·OH=10-7·10-7=10mol/l(25℃)
也就是说,对于一升纯水在25℃时存在10-7摩尔H3O离子和10-7摩尔OH离子。
为了免于用此克分子浓度负冥指数进行运算,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的负值。即:
             pH=-logH+
严格地讲