直接电位法测定溶液的PH

1、测定PH的工作电池

利用各种氢离子指示电极与参比电极（一般是用饱和甘汞电极做参比电极）组成电池，由测得的电动势算出溶液的pH值。常用的氢离子指示电极有氢电极、醌-氢醌电极、玻璃电极等。氢电极测溶液的pH值比较麻烦，需要提供稳定的氢气流冲打铂黑电极，使氢气被铂黑吸附并与待测H+溶液达成平衡：
　　　　　　　H+(aH+) + e 1/2H2(g)
　　氢电极与甘汞电极构成电池：Pt|H2 (PH2) | H+ | |KCl(饱和) | Hg2Cl2 | Hg(l)

E＝K总+0.0592PH

2、溶液PH的电位测定方法

以玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，用电位法测量溶液的pH值，常采用相对方法，即选用pH值已经确定的标准缓冲溶液进行比较而得到欲测

溶液的pH值。为此，pH值通常被定义为其溶液所测电动势与标准溶液的电动势差有关的函数，其关系式为：

    式中，pHｘ和pHs分别为欲测溶液和标准溶液的pH值；Ex和Es分别为其相应电动势。该式常称为pH值的实用定义。
 

二、PH标准缓冲溶液

pH缓冲溶液是一种能使pH值保持稳定的溶液。
若向这种溶液中加入少量的酸或碱，或者在溶液中的化学反应产生少量的酸或碱，以及将溶液适当稀释，这个溶液的pH值基本上稳定不变，这种能对抗少量酸或碱或稀释，而使pH值不易发生变化的溶液就称为pH缓冲溶液。
pH标准缓冲溶液特点：
标准溶液的pH值是已知的，并达到规定的准确度。
标准溶液的pH值有良好的复现性和稳定性，具有较大的缓冲容量，较小的稀释值和较小的温度系数。
溶液的制备方法容易

三、测量仪器

1.pH计的工作原理

    水的pH值随着所溶解的物质的多少而定，因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。pH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响，同时还严重影响活性污泥生化作用，即影响处理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之间。

    水在化学上是中性的，某些水分子自发地按照下式分解：H2O=H++OH-，即分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中，氢离子H+和氢氧根离子OH-的浓度都是10-7mol/l，pH值是氢离子浓度以10为底的对数的负数：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有过量的氢离子，则pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氢氧根离子过量，则溶液呈碱性。 

    pH值通常用电位法测量，通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。采用了CPS11型pH传感器和CPM151型pH变送器。测量电极上有特殊的对pH反应灵敏的玻璃探头，它是由能导电、能渗透氢离子的特殊玻璃制成，具有测量精度高、抗干扰性好等特点。当玻璃探头和氢离子接触时，就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中的银丝对照参比电极测到的。pH值不同，对应产生的电位也不一样，通过变送器将其转换成标准4～20mA输出。 

2、pH计的安装和维护 

    pH计的安装方式有流通式和浸入式两种。污水处理厂一般选用的是浸入式安装，如该污水处理厂的pH计安装在氧化沟的出口溢流槽内，此处的pH值较具有代表性，且水流平稳，对pH计不会造成大的冲击。

    定期的维护有助于仪表的准确测量和延长仪表的使用寿命。应当注意传感器和变送器之间的电缆不能受潮，否则电极的高阻低压信号将无法传送至变送器。若电极不测量时，应将黄色保护套管套上，它能使电极处于湿润状态，有利于延长电极的使用寿命。每隔一个月左右，应对电极进行清洗，先用柔和的水流喷洗附着物，再将电极浸泡于清洗液中一段时间，而后用清水洗净。传感器支架也应清洗。每次清洗之后，要用缓冲剂溶液进行标定，目前国产的pH标定液中，pH=4的还可以，pH=7的不够准确，将会影响标定结果。所以使用生产厂家的标定液，生产厂家一般提供两瓶标准溶液，一瓶pH值等于7，用于标定仪表零点；一瓶pH等于4，用于标定仪表的信号输出斜率。 

小结：

1、直接电位法测定溶液的PH测定原理

2、PH标准缓冲溶液

3、测量仪器