工业pH计的原理

　hbzhan内容导读：PH的测量广泛应用于化工过程和生物技术，PH的控制和调整已经成为过程控制*的变量了。常见的有：柠檬酸的生产、燃料合成生产；单克隆抗体的生产、青霉素生产。

　　1原理

　　pH计是用电位法测量酸碱度的仪器溶液的，酸碱度通常用氢离子浓度来表示，由于氢离子浓度的值很小，所以将溶液中的氢离子浓度取以10为底的负对数定义为pH值pH=-lg[H+]，纯水在22时的pH值为7。

　　把金属放在溶液内，一些金属原子将变成离子进入溶液中，使得金属表面失去离子而带负电，溶液带正电，由于异性相吸，金属离子不是均匀分布于溶液中，而是聚集在金属表面附近，形成双电极层在金属和溶液间产生电位差称为电极电位。

　　任何一种电极的电位无法由试验直接测定，要通过测定2个电极之间的相对电位差进行测定，这种由2个电极与溶液组成的装置称为原电池。铜棒和锌棒分别插入硫酸铜溶液和硫酸锌溶液中，2种溶液中间用薄膜隔开，薄膜的作用是只让离子通过，不让分子通过，这时，如果将2个电极用导线和电流表连接起来，导线中有电流通过，固定其中一个电位，就可以求得另一电极电位pH计的工作原理如图1所示



　　2分类

　　pH计用于测量的电极主要有锑电极、玻璃电极、甘汞电极和银—氯化银电极。其中工业生产中常用的是锑电极和玻璃电极。甘汞电极主要做为参比电极用。银—氯化银电极用的较少。

　　锑电极是由金属锑棒的表面覆盖一层金属氧化物Sb2O3制成，是一种金属金属氧化物电极。这种电极结构简单，它可在较高温度下使用，但测量精度不高。玻璃电极是工业上zui通用的一种测量电极，根据不同用途可制成多种形式和尺寸。

　　当玻璃电极与被测物料接触时，在pH敏感膜内部溶液（参比溶液）和被测物料之间就建立起氢离子平衡状态。玻璃电极在使用时受温度影响比较大，故使用时要同时插入热电阻，把测量的温度值（即电阻值）接入测量回路，以补偿温度对pH的影响

　　甘汞电极主要作为参比电极使用，结构简单，电位比较稳定，但易受温度影响，故不易在温度波动较大场合使用。

　　银—氯化银电极是在铂丝上镀上1层银，原理与甘汞电极相似，这种电极结构比较简单，高温下电极电位仍较稳定，但制造困难，价格较贵，在工业生产中使用较少。