直接電位法測定溶液的PH

1、測定PH的工作電池

利用各種氫離子指示電極與參比電極（一般是用飽和甘汞電極做參比電極）組成電池，由測得的電動勢算出溶液的pH值。常用的氫離子指示電極有氫電極、醌-氫醌電極、玻璃電極等。氫電極測溶液的pH值比較麻煩，需要提供穩定的氫氣流沖打鉑黑電極，使氫氣被鉑黑吸附并與待測H+溶液達成平衡：
　　　　　　　H+(aH+) + e 1/2H2(g)
　　氫電極與甘汞電極構成電池：Pt|H2 (PH2) | H+ | |KCl(飽和) | Hg2Cl2 | Hg(l)

E＝K總+0.0592PH

2、溶液PH的電位測定方法

以玻璃電極作指示電極，飽和甘汞電極作參比電極，用電位法測量溶液的pH值，常采用相對方法，即選用pH值已經確定的標準緩沖溶液進行比較而得到欲測

溶液的pH值。為此，pH值通常被定義為其溶液所測電動勢與標準溶液的電動勢差有關的函數，其關系式為：

    式中，pHｘ和pHs分別為欲測溶液和標準溶液的pH值；Ex和Es分別為其相應電動勢。該式常稱為pH值的實用定義。
 

二、PH標準緩沖溶液

pH緩沖溶液是一種能使pH值保持穩定的溶液。
若向這種溶液中加入少量的酸或堿，或者在溶液中的化學反應產生少量的酸或堿，以及將溶液適當稀釋，這個溶液的pH值基本上穩定不變，這種能對抗少量酸或堿或稀釋，而使pH值不易發生變化的溶液就稱為pH緩沖溶液。
pH標準緩沖溶液特點：
標準溶液的pH值是已知的，并達到規定的準確度。
標準溶液的pH值有良好的復現性和穩定性，具有較大的緩沖容量，較小的稀釋值和較小的溫度系數。
溶液的制備方法容易

三、測量儀器

1.pH計的工作原理

    水的pH值隨著所溶解的物質的多少而定，因此pH值能靈敏地指示出水質的變化情況。pH值的變化對生物的繁殖和生存有很大影響，同時還嚴重影響活性污泥生化作用，即影響處理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之間。

    水在化學上是中性的，某些水分子自發地按照下式分解：H2O=H++OH-，即分解成氫離子和氫氧根離子。在中性溶液中，氫離子H+和氫氧根離子OH-的濃度都是10-7mol/l，pH值是氫離子濃度以10為底的對數的負數：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有過量的氫離子，則pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。 

    pH值通常用電位法測量，通常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成一個原電池，原電池電動勢的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。采用了CPS11型pH傳感器和CPM151型pH變送器。測量電極上有特殊的對pH反應靈敏的玻璃探頭，它是由能導電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成，具有測量精度高、抗干擾性好等特點。當玻璃探頭和氫離子接觸時，就產生電位。電位是通過懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對照參比電極測到的。pH值不同，對應產生的電位也不一樣，通過變送器將其轉換成標準4～20mA輸出。 

2、pH計的安裝和維護 

    pH計的安裝方式有流通式和浸入式兩種。污水處理廠一般選用的是浸入式安裝，如該污水處理廠的pH計安裝在氧化溝的出口溢流槽內，此處的pH值較具有代表性，且水流平穩，對pH計不會造成大的沖擊。

    定期的維護有助于儀表的準確測量和延長儀表的使用壽命。應當注意傳感器和變送器之間的電纜不能受潮，否則電極的高阻低壓信號將無法傳送至變送器。若電極不測量時，應將黃色保護套管套上，它能使電極處于濕潤狀態，有利于延長電極的使用壽命。每隔一個月左右，應對電極進行清洗，先用柔和的水流噴洗附著物，再將電極浸泡于清洗液中一段時間，而后用清水洗凈。傳感器支架也應清洗。每次清洗之后，要用緩沖劑溶液進行標定，目前國產的pH標定液中，pH=4的還可以，pH=7的不夠準確，將會影響標定結果。所以使用生產廠家的標定液，生產廠家一般提供兩瓶標準溶液，一瓶pH值等于7，用于標定儀表零點；一瓶pH等于4，用于標定儀表的信號輸出斜率。 

小結：

1、直接電位法測定溶液的PH測定原理

2、PH標準緩沖溶液

3、測量儀器