(一)原理
用酸度計(jì)進(jìn)行電位測(cè)量是測(cè)量pH最精密的方法。pH計(jì)由三個(gè)部件構(gòu)成：
(1)一個(gè)參比電極；
(2)一個(gè)玻璃電極其電位取決于周圍溶液的pH；
(3)一個(gè)電流計(jì)該電流計(jì)能在電阻極大的電路中測(cè)量出微小的電位差。由于采用最新的電極設(shè)計(jì)和固體電路技術(shù)現(xiàn)在最好的pH可分辨出0.005pH單位。參比電極的基本功能是維持一個(gè)恒定的電位作為測(cè)量各種偏離電位的對(duì)照。銀-氧化銀電極是目前pH中最常用的參比電極。玻璃電極的功能是建立一個(gè)對(duì)所測(cè)量溶液的氫離子活度發(fā)生變化作出反應(yīng)的電位差。把對(duì)pH敏感的電極和參比電極放在同一溶液中就組成一個(gè)原電池該電池的電位是玻璃電極和參比電極電位的代數(shù)和。E電池＝E參比+E玻璃如果溫度恒定這個(gè)電池的電位隨待測(cè)溶液的pH變化而變化而測(cè)量酸度計(jì)中的電池產(chǎn)生的電位是困難的因其電動(dòng)勢(shì)非常小且電路的阻抗又非常大(1－100MΩ)；因此必須把信號(hào)放大使其足以推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)毫伏表或毫安表。電流計(jì)的功能就是將原電池的電位放大若干倍放大了的信號(hào)通過(guò)電表顯示出電表指針偏轉(zhuǎn)的程度表示其推動(dòng)的信號(hào)的強(qiáng)度，為了使用上的需要pH電流表的表盤(pán)刻有相應(yīng)的pH數(shù)值；而數(shù)字式pH計(jì)則直接以數(shù)字顯出pH值。
(二)調(diào)試
實(shí)驗(yàn)室常用的酸度計(jì)有老式的國(guó)產(chǎn)雷磁25型酸度計(jì)(最小分度0.1單位)和pHS-2型酸度計(jì)(最小分度0.02單位)這類酸度計(jì)的pH值是以電表指針顯示。新式數(shù)字式pH計(jì)有國(guó)產(chǎn)的科立龍公司的KL系列其設(shè)定溫度和pH值都在屏幕上以數(shù)字的形式顯示。無(wú)論哪種pH計(jì)在使用前均需用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液進(jìn)行二重點(diǎn)校對(duì)。
首先閱讀儀器使用說(shuō)明書(shū)接通電源安裝電極。在小燒杯中加入pH值為7.0的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，將電極浸入輕輕搖動(dòng)燒杯使電極所接觸的溶液均勻。按不同的pH計(jì)所附的說(shuō)明書(shū)讀取溶液的pH值校對(duì)pH計(jì)使其讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)緩沖液(pH7.0)的實(shí)際值相同并穩(wěn)定；然后再將電極從溶液中取出并用蒸餾水充分淋洗將小燒杯中換入pH4.01或0.01的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液把電極浸入重復(fù)上述步驟使其讀數(shù)穩(wěn)定。這樣就完成了二重點(diǎn)校正；校正完畢用蒸餾水沖洗電極和燒杯。校正后切勿再旋轉(zhuǎn)定位調(diào)節(jié)器否則必須重新校正。
(三)使用
所測(cè)溶液的溫度應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的溫度相同。因此使用前必須調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)器或斜率調(diào)節(jié)旋鈕。先進(jìn)的pH計(jì)在線路中安插有溫度補(bǔ)償系統(tǒng)儀器經(jīng)初次較正后能自動(dòng)調(diào)整溫度變化。測(cè)量時(shí)先用蒸餾水沖洗兩電極用濾紙輕輕吸干電極上殘余的溶液或用待測(cè)液洗電極。然后將電極浸入盛有待測(cè)溶液的燒杯中輕輕搖動(dòng)燒杯使溶液均勻按下讀數(shù)開(kāi)關(guān)指針?biāo)傅臄?shù)值即為待測(cè)溶液的pH值重復(fù)幾次直到數(shù)值不變(數(shù)字式pH計(jì)在約10s內(nèi)數(shù)值變化少于0.01pH值時(shí))表明已達(dá)到穩(wěn)定讀數(shù)。測(cè)量完畢關(guān)閉電源沖洗電極玻璃電極要浸泡在蒸餾水中。
(四)保養(yǎng)及注意事項(xiàng)
玻璃電極在初次使用前必須在蒸餾水中浸泡一晝夜以上平時(shí)也應(yīng)浸泡在蒸餾水中以備隨時(shí)使用。玻璃電極不要與強(qiáng)吸水溶劑接觸太久在強(qiáng)堿溶液中使用應(yīng)盡快操作用畢立即用水洗凈玻璃電極球泡膜很薄不能與玻璃杯及硬物相碰；玻璃膜沾上油污時(shí)應(yīng)先用酒精再用四氯化碳或乙醚最后用酒精浸泡再用蒸餾水洗凈。如測(cè)定含蛋白質(zhì)的溶液的pH時(shí)電極表面被蛋白質(zhì)污染，油漆測(cè)厚儀導(dǎo)致讀數(shù)不可靠也不穩(wěn)定出現(xiàn)誤差這時(shí)可將電極浸泡在稀HCl（0.1mol/L）中4－6分鐘來(lái)矯正。電極清洗后只能用濾紙輕輕吸干切勿用織物擦抹這會(huì)使電極產(chǎn)生靜電荷而導(dǎo)致讀數(shù)錯(cuò)誤。甘汞電極在使用時(shí)注意電極內(nèi)要充滿氯化鉀溶液應(yīng)無(wú)氣泡防止斷路。應(yīng)有少許氯化鉀結(jié)晶存在以使溶液保持飽和狀態(tài)使用時(shí)撥去電極上頂端的橡皮塞從毛細(xì)管中流出少量的氯化鉀溶液使測(cè)定結(jié)果可靠。
另外pH測(cè)定的準(zhǔn)確性取決于標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的準(zhǔn)確性。酸度計(jì)用的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液要求有較大的穩(wěn)定性較小的溫度依賴性。
