题目

ph计中电极是银/氯化银在饱和氯化钾溶液中,插在待测溶液中即可得到ph,谁能介绍一下其中的原理,谢谢了

提问时间：2020-11-30

答案

PH计的原理 2010-12-9 PH计也称为酸度计,一般用来测量溶液中氢离子的活度. 基本原理： 离子活度是指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度.离子活度（α）和浓度（c）之间存在定量的关系,其表达式为：α=γc式中：α为离子的活度；γ为离子的活度系数；c为离子的浓度.γ通常小于1,在溶液无限稀时离子间相互作用趋于零,此时活度系数趋于1,活度等于溶液的实际浓度.一般在水溶液中H离子的浓度非常小,所以H离子的活度基本和其浓度相等.根据能斯特方程,离子活度与电极电位成正比,因此可对溶液建立起电极电位与活度的关系曲线,此时测定了电位,即可确定离子活度,所以实际上我们是通过测量电位来计算H离子的浓度的. 能斯特方程： 公式中：E—电位 E0—电极的标准电压 R—气体常数（8.31439焦耳/摩尔和℃） T—开氏绝对温度（例：20℃相当于（273.15+20）293.15开尔文） F—法拉弟常数（96493库化/当量） n—被测离子的化合价（银=1,氢=1） ln（aMe）—离子活度aMe的对数 在水溶液中氢核基本不以自由态存在,实际的情况是：H2O+ H2O=H3O+ + OHˉ,自由态的H离子基本可以忽略,水溶液中H3O+（水合氢离子）的浓度基本上和H离子浓度相等,所以,上式通常简化为：H2O=H+ + OHˉ 在25℃的纯水中,仅有微量的水发生电离,进过测量此时的H离子和OHˉ离子的浓度为10－7mol/l,水的离子积KW为： KW=K×H2O KW = H3O+* OHˉ=10－7*10－7=10－14mol/l(25℃) 在同一温度下,水的离子积为一常数,比如在25℃是,水的离子计总为10－14mol/l,比如：如果这是H+的浓度为10－3mol/l,那么OHˉ的浓度就是10－11mol/l.当溶液中的H+离子浓度大于 OHˉ离子浓度时,我们称其为酸性溶液,当H+离子浓度小于 OHˉ离子浓度时我们称其碱性溶液.实际使用中,离子浓度很小,为了避免使用中的不便,1909年生物学家泽伦森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负值.因此,PH值以H离子浓度以10为底的负对数值. 测量原理： PH计由两部分组成：一个电极和一个电流计.该电流计能在电阻极大的电路中测量出微小的电位差. 电极有2～3部分组成： 1.一个参比电极； 2.一个指示电极（玻璃电极）,其电位取决于周围溶液的pH； 3.温度电极（有些仪表没有） 参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位,作为测量各种偏离电位的对照.银-氧化银电极是目前pH中最常用的参比电极. 玻璃电极的功能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.把对pH敏感的电极和参比电极放在同一溶液中,就组成一个原电池,该电池的电位是玻璃电极和参比电极电位的代数和.E电池＝E参比+E玻璃,如果温度恒定,这个电池的电位随待测溶液的pH变化而变化,而测量pH计中的电池产生的电位是困难的,因其电动势非常小,且电路的阻抗又非常大1－100MΩ；因此,必须把信号放大,使其足以推动标准毫伏表或毫安表.上海仪器网 温度电极是提供当前溶液的温度.在不同温度时,水溶液的离子积是不同的,所以在各个不同温度下测量的值的参考性就会受到影响,温度电极提供了一个值,可以将当前温度下的PH值换算到室温25℃下.根据能斯特方程,可以得出温度每上升1℃,mv值变化0.1984mv,同时根据能斯特方程可以得出1个PH对应59.157mV,所以温度每上升1℃,PH约值变化0.003PH,例如一个0.2级的pH计,在30℃的pH7.00缓冲溶中进行校准,然后测试60℃的溶液（假定溶液的pH范围在pH6～8之间与pH7.00相差一个pH单位） ,则温度影响的最大误差就是30 x 0.003=0.09pH.如果是3个pH单位（在pH4～10范围内） ,最大误差就是0.27pH,从中可以看出温度对pH的影响是很大的.精度高于0.1pH的pH计都有温度补偿调节,而0.2级的pH计就不带有温度补偿.有些0.2级的pH计也号称有0.1级的精度,其实这是不可能的,有人是将分辨率0.lpH和精度0.lpH这二个概念进行混淆. 即使以一个pH单位来说,相隔60℃的pH误差就是0.003 x 60=0.18pH,因此,没有温度补偿的pH计,最高的精度也只有0.2pH. 电流计的功能就是将原电池的电位放大若干倍,放大了的信号通过电表显示出,电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度,为了使用上的需要,pH电流表的表盘刻有相应的pH数值；而数字式pH计则直接以数字显出pH值.