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PH计原理与测量方法

日期:2019-03-20浏览:2390次

  什么是PH?PH是拉丁文“Pondus hydrogenii”一词的缩写(Pondus=压强、压力hydrogenium=氢),用来量度物质中氢离子的活性。这一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的,但不是没有离子,即使化学纯水也有微量被离解:严格地讲,只有在与水分子水合作用以前,氢核不是以自由态存在。  H2O+ H2O=H3O+ + OHˉ  由于水全氢离子(H3O)的浓度事与氢离子(H)浓度等同看待,上式可以简化成下述常用的形式:  H2O=H+ + OHˉ  此处正的氢离子人们在化学中表示为“H+离子”或“氢核”。水合氢核表示为“水合氢离子”。负的氢氧根离子称为“氢氧化物离子”。  利用质量作用定律,对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示:  K = H3O+·OH- ——————  H2O  由于水只有极少量被离解,因此水的克分子浓度实际为一常数,并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。  KW=K×H2O KW= H3O+·OH-=10-7·10-7=10mol/l(25℃)  也就是说对于一升纯水在25℃时存在10-7摩尔H3O+离子和10-7摩尔OHˉ离子。  在中性溶液中,氢离子H+和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10-7mol/l。如:  假如有过量的氢离子H+,则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子H+游离的物质。同样,如果氢离子H+并使OHˉ离子游离,那末溶液就是碱性的。所以,给出CH+值就足以表示溶液的特性,呈酸性碱性,为了免于用此克分子浓度负冥指数进行运算,生物学家泽伦森(Soernsen)在1909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。即  因此,PH值是离子浓度以10为底的对数的负数:  改变50m3的水的pH值,从pH2到pH3需要500L漂白剂。然而,从pH6到pH7只需要50L的漂白剂。  测量PH值的方法很多,主要有化学分析法、试纸法、电位法。现主要先容电位法测得PH值。  电位分析法所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统,它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势(EMF)。此电动势(EMF)由二个半电池构成,其中一个半电池称作测量电极,它的电位与特定的离子活度有关,如H+;另一个半电池为参比半电池,通常称作参比电极,它一般是测量溶液相通,并且与测量仪表相连。

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