当由对氢离子有反应的特殊玻璃膜制成的电极浸入待测液体中时,在玻璃膜表面产生与氢离子活动相对应的电动势。由于产生的电动势在理论上无法自行获得,因此当在设备与标准电极之间连接电压计时,它在电压计(pH计)上显示为与参比电极的电位差。代表氢离子活性的指标称为“pH",pH与氢离子活性[H]的关系为pH=-log[H]。
在测量pH值时,如果使用事先知道pH值的pH标准溶液校准pH计,则可以直接从与pH值相对应的电动势中知道pH值。
在这里,具有对pH值有反应的特殊玻璃膜的电极称为玻璃电极,标准电极称为参比电极。参比电极内部装有高浓度液体,其上端设有液接部。
液接部是与被测液体接触的部分,一般采用多孔陶瓷。参比电极在液接处与被测液体接触,但不断产生恒定的电动势,并使用该电动势作为参考来确定与玻璃电极的电位差。
pH测量的理论公式理论上可以表示为以下公式。
这里,59.16 (25°C) 是理论斜率,即它变化 1pH 时的电位差。从上面的方程式可以看出,这个斜率是温度的函数,因此会随着温度的变化而变化。pH计设计用于使用温度补偿方法补偿与温度相关的斜率,以便正确测量pH值。
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