pH計(jì)，是(shì)指用(yòng)來(lái)測(cè)定溶液酸鹼度(dù)值的儀(yí)器。pH計是(shì)利(lì)用原電(diàn)池的原(yuán)理工作的，原電池(chí)的兩個電(diàn)極間的電動(dòng)勢依據(jù)能(néng)斯特定(dìng)律，既與電(diàn)極的自(zì)身(shēn)屬(shǔ)性有關(guān)，還(huán)與(yǔ)溶(róng)液裏的(dí)氫離(lí)子濃度有關。原(yuán)電(diàn)池的(dí)電(diàn)動(dòng)勢(shì)和(hé)氫離子(zǐ)濃度之間存(cún)在(zài)對應(yīng)關係，氫離子濃(nóng)度的負(fù)對數(shù)即為pH值(zhí)。pH計是一種(zhǒng)常(cháng)見的分析儀器(qì)，廣泛應用在農(nóng)業(yè)，環保和工業(yè)等領(lǐng)域。土壤pH值是(shì)土壤(rǎng)重要的(dí)基(jī)本(běn)性(xìng)質(zhì)之(zhī)一。在(zài)pH測(cè)定過程(chéng)中應考慮(lǜ)待測(cè)溶液(yè)溫度及(jí)離子強度等(děng)因素(sù)。
原(yuán)理(lǐ)
什麼(mó)是pH？pH是拉丁(dīng)文(wén)“Pondus hydrogenii”一詞的縮寫(xiě)（Pondus=壓強，壓力(lì)hydrogenium=氫），用(yòng)來量度(dù)物(wù)質中(zhōng)氫(qīng)離(lí)子的(dí)活(huó)性。這一(yī)活(huó)性直接(jiē)關(guān)係(xì)到水(shuǐ)溶液的酸性(xìng)，中(zhōng)性和(hé)鹼性。水在化學(xué)上是(shì)中性的，但不是沒(méi)有(yǒu)離子，即使(shǐ)化(huà)學(xué)純水也有微量被離(lí)解：嚴格(gé)地(dì)講(jiǎng)，在與(yǔ)水分子(zǐ)水合(hé)作用(yòng)以前，氫核(hé)不(bù)是以自(zì)由(yóu)態存在(zài)。
H2O+ H2O=H3O+ + OHˉ，由於水合(hé)氫離子（H3O+）的濃度是與(yǔ)氫離(lí)子（H+）濃(nóng)度等同(tóng)看待，上式可以(yǐ)簡(jiǎn)化(huà)成(chéng)下述常用(yòng)的形式：
H2O=H+ + OHˉ
此(cǐ)處(chǔ)正的(dí)氫離子，人(rén)們(mén)在(zài)化(huà)學中(zhōng)表示為“H+離子”或“氫(qīng)核(hé)”。水(shuǐ)合(hé)氫核(hé)表示(shì)為(wéi)“水(shuǐ)合(hé)氫離子”。負(fù)的氫(qīng)氧(yǎng)根(gēn)離子稱為“氫氧化(huà)物離(lí)子”。
利用(yòng)質量作用定律，對於(yú)純水的(dí)離解可以(yǐ)找到(dào)一(yī)平(píng)衡常數(shù)加(jiā)以表示(shì)：
K=H3O+×OH-————H2O
由於水隻有(yǒu)極少量被(bèi)離解(jiě)，因此(cǐ)水的(dí)質(zhì)量摩(mó)爾濃度實際(jì)為一常(cháng)數，並且(qiě)有(yǒu)平衡(héng)常數K可求出水(shuǐ)的離子積(jī)KW。
KW=K×H2O KW= H3O+·OH－=10－7·10－7=10－14mol/l(25℃)
也(yě)就是說(shuō)對於(yú)一升純水在(zài)25℃時存在(zài)10－7摩爾H3O+離(lí)子和10－7摩爾OHˉ離子(zǐ)。
在中(zhōng)性溶(róng)液中(zhōng)，氫離子H+和(hé)氫(qīng)氧根離子(zǐ)OHˉ的濃度都是(shì)10－7mol/l。如(rú)：
假(jiǎ)如(rú)有(yǒu)過量(liáng)的氫離(lí)子(zǐ)H+，則溶液呈(chéng)酸(suān)性。酸(suān)是能(néng)使水(shuǐ)溶液(yè)中的(dí)氫離(lí)子H+遊(yóu)離的(dí)物質。同樣(yàng)，如(rú)果(guǒ)使OHˉ離(lí)子(zǐ)遊離(lí)，那麼溶液(yè)就是鹼(jiǎn)性的。所以(yǐ)，給出H+值就足以(yǐ)表示(shì)溶液的(dí)特(tè)性(xìng)，呈酸性(xìng)還(huán)是鹼(jiǎn)性，為了免(miǎn)於(yú)用(yòng)此分子濃度(dù)負(fù)冪(mì)指(zhǐ)數進行(háng)運算(suàn)，生物學家澤倫森（Soernsen）在1909年(nián)建議(yì)將此(cǐ)不(bù)便使用(yòng)的(dí)數(shù)值(zhí)用(yòng)對(duì)數(shù)代替(tì)，並(bìng)定義(yì)為“pH值”。數(shù)學上定義pH值為氫(qīng)離(lí)子濃(nóng)度(dù)的常(cháng)用對(duì)數(shù)負(fù)值。即pH=-log[H+]。
因(yīn)此，pH值是離子濃(nóng)度以(yǐ)10為底的(dí)對(duì)數(shù)的負數：
改變50m的水的pH值，從(cóng)pH2到pH3需要500L漂(piāo)白劑。然(rán)而(ér)，從pH6到(dào)pH7隻(zhī)需(xū)要50L的漂白(bái)劑。
測量pH值的方(fāng)法(fǎ)很多(duō)，主(zhǔ)要有化學分析(xī)法，試紙(zhǐ)法，電(diàn)位(wèi)法。現(xiàn)主(zhǔ)要(yào)介(jiè)紹電(diàn)位法(fǎ)測(cè)得pH值(zhí)。
電位分析法所(suǒ)用的電(diàn)極(jí)被(bèi)稱(chēng)為原電(diàn)池。原(yuán)電(diàn)池(chí)是一個(gè)係(xì)統，它的作(zuò)用是(shì)使化(huà)學(xué)反(fǎn)應能量轉(zhuǎn)成為電能。此電池的電壓(yā)被稱(chēng)為(wéi)電動勢（EMF）。此電動勢（EMF）由(yóu)二個半電(diàn)池構成，其(qí)中一個(gè)半電(diàn)池稱(chēng)作指示(shì)電(diàn)極(jí)，它的電位(wèi)與特(tè)定的離子活(huó)度有關，如H+；另一(yī)個半電池(chí)為(wéi)參比半電池(chí)，通(tōng)常稱作參比(bǐ)電極(jí)，它一(yī)般是測量(liáng)溶(róng)液相(xiāng)通，並且與測量儀(yí)表相連(lián)。
