你可能在化学实验课、水产养殖、污水厂或食品车间都见过它:一根“玻璃棒”插进液体里,屏幕跳出个数字,比如7.01、4.56、9.23。
这玩意儿就是PH计,也叫酸度计。
它测的不是“酸有多少”,而是溶液里氢离子活度对应的pH值。
pH=-log₁₀(a_H⁺)
pH7中性,<7偏酸,>7偏碱(25℃标准下)
一、PH计到底是什么?
PH计是一种基于电位分析法的电化学仪器:
用电极感应溶液中H⁺浓度变化→产生毫伏级电位差→主机按能斯特方程换算成pH读数。
它通常由两部分组成:
电极系统:负责“感知”酸碱度
主机(电计):负责放大信号、校准、温度补偿、显示
现代常见的是复合电极:把玻璃电极+参比电极做一根里。
二、工作原理:为什么测的是“电压”不是“颜色”?
1.玻璃电极(指示电极)
顶端是个薄玻璃球泡(约0.1mm)。
泡表面遇水后形成水化层,H⁺在界面交换,产生膜电位。
简单说:
溶液越酸(H⁺多)→电位偏高
溶液越碱(H⁺少)→电位偏低
2.参比电极
提供“基准电压”,自己不随样品pH变。
常见Ag/AgCl电极,老式是甘汞电极。
3.两电极组成原电池
玻璃电极──待测液──参比电极↑电动势E(mV)
4.能斯特方程换算
25℃时:
E=E₀-59.16mV×pH
意思是:pH每变1,电位大约变59mV
主机测这个电压→算回pH。
5.为什么要温度补偿?
系数59.16只在25℃成立,温度一变斜率就变。
所以带ATC(自动温度补偿)的PH计会插温度探头或用内置热敏电阻修正。