PH值的测定方法

1 基本定义

氢离子浓度指数

  其中[H+]指的是溶液中氢离子的活度（有时也被写为[H3O+]，水合氢离子活度），单位为摩尔/升，在稀溶液中，氢离子活度约等于氢离子的浓度，可以用氢离子浓度来进行近似计算。 在标准温度和压力下，pH=7的水溶液（如：纯水）为中性，这是因为水在标准温度和压力下自然电离出的氢离子和氢氧根离子浓度的乘积（水的离子积常数）始终是1×10-14，且两种离子的浓度都是1×10-7mol/L。pH值小于7说明H+的浓度大于OH-的浓度，故溶液酸性强，而pH值大于7则说明H+的浓度小于OH-的浓度，故溶液碱性强。所以pH值愈小，溶液的酸性愈强；pH愈大，溶液的碱性也就愈强。

  在非水溶液或非标准温度和压力的条件下，pH=7可能并不代表溶液呈中性，这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K（100℃）的温度下，pH=6为中性溶液。

2 测量方法

  有很多方法来测量溶液的pH值：

氢离子浓度指数

  在待测溶液中加入pH指示剂，不同的指示剂根据不同的pH值会变化颜色，根据指示剂的研究就可以确定pH值的范围。滴定时，可以作精确的pH标准。 使用pH试纸，pH试纸有广泛试纸和精密试纸，用玻棒蘸一点待测溶液到试纸上，然后根据试纸的颜色变化并对照比色卡也可以得到溶液的pH值。上方的表格就相当于一张比色卡。

  pH试纸不能够显示出油份的pH值，由于pH试纸以氢铁制成和以氢铁来量度待测溶液的pH值，但油中没含有氢铁，因此pH试纸不能够显示出油份的pH值。

  使用pH计，pH计是一种测量溶液pH值的仪器，它通过pH选择电极（如玻璃电极）来测量出溶液的pH值。pH计可以精确到小数点后两位。

3 实际应用

  由氢离子浓度指数的定义可知，氢离子浓度指数是衡量溶液酸碱性的尺度，在很多方面需要控制溶液的酸碱，这些地方都需要知道溶液的pH：

  医学上：人体血液的pH值通常在7.35-7.45之间，如果发生波动，就是病理现象。唾液的pH值也被用于判断病情。如夏季蚊虫叮咬会分泌出甲酸（蚁酸），人感到痒，是因为此时pH低于7显酸性可采用肥皂水、牙膏来增加pH值可以使人减轻痛痒感。

  化学和化工上：很多化学反应需要在特定的pH下进行，否则得不到所期望的产物。

  农业上：很多植物有喜酸性土壤或碱性土壤的习性，如茶的种植。控制土壤的pH可以使种植的植物生长的更好。

  工业应用上怎么得到液体的PH值呢，现在测量PH的仪表有很多，比如笔式PH计（penpHmeter），在线PH计，都可以随时精确的测量出PH值。

4 人体指数

  医学研究表明，我们的内环境的酸碱度应该是在7.35到7.45之间，而PH值是以7为酸碱分界线，也就是说，我们的体液应该呈现弱碱性才能保持正常的生理功能和物质代谢。可是据一项都市人群健康调查发现，在生活水平较高的大城市里，80％以上的人体液PH值经常处于较低的一端，使身体呈现不健康的酸性体质，人体的体液偏酸的话，细胞的作用就会变弱，它的新陈代谢就会减慢，这时候对一些的脏器功能来说就会造成一定的影响，那么时间长了，疾病就会随之而来了，这里有一组数字：当人的体液PH低于中性7时就会产生重大疾病；下降到6.9时就会变成植物人；如果只有6.8到6.7时人就会死亡。当然，大多数酸性体质的人并不会酸得这么严重，一般来说体内的PH值仍然是在7.35左右，与偏向7.45的人相比只是偏酸一点，甚至检查不出什么病症，但是您可不要小看这零点几甚至零点零几的变化，长此以往，女性的皮肤就会过早的黯淡和衰老，少年儿童会造成发育不良、食欲不振、注意力难以集中等症状，中老年人则会因此而引发糖尿病、神经系统疾病和心脑血管疾病。

5 电极法

  一、方法概要

  利用玻璃电极及参考电极，测定水样中电位变化，可决定氢离子活性，而以氢离子浓度指数（pH）表示之（于25℃，理想条件下，氢离子活性改变10倍，即改变一个pH单位，电位变化为59.16mV）。

氢离子浓度指数

  二、适用范围

  本方法适用于饮用水水质、饮用水水源水质、地面水体、地下水、放流水及废（污）水中pH值之测定。

  三、干扰

  （一）

  pH值在10以上时，高浓度之钠离子造成测定误差，可改用特殊低钠误差电极（Lowsodiumerrorelectrode）以减少误差。

  （二）

  温度对pH测定之影响：

  pH计之电极电位输出随温度而改变，可由温度补偿装置校正之；水样之离子平衡随温度而变化，测定时应同时记录水温。

  四、设备及材料

  （一）

  pH计：附有温度补偿装置。

  （二）

  玻璃电极。

  （三）

  参考电极：使用甘汞电极或银—氯化银电极。

  （四）

  电磁搅拌器。

  （五）

  温度计及/或自动温度补偿感应器。

  五、试剂

  （一）

  试剂水：去离子蒸馏水，或将导电度小于2μmhos/cm煮沸冷却后之蒸馏水；每50mL蒸馏水中加一滴饱和氯化钾（KCl）溶液，所得溶液之pH值应在6.0～7.0间。

  （二）

  标准缓冲溶液：校正pH计用，，保存期限为四星期。或使用市售之商品溶液，保存期限依商品规定。

  六、采样及保存

  采样时水样可使用玻璃瓶或塑胶瓶，于现场立刻分析。

  七、步骤

  （一）

  pH计校正：选择二种标准缓冲溶液（两者之pH值差为3左右，且范围能涵盖水样之pH者）以校正pH计。或依照制造商提供之仪器操作手册之说明来校正仪器。

  1.

  各取适量之缓冲溶液及水样于清净小烧杯中。

  2.

  将电极移出以蒸馏水淋洗，再以柔软面纸轻轻拭干，置于第一种缓冲溶液，以磁石搅拌，俟稳定后校正仪器；再以同法用第二种缓冲溶液校正仪器。

  3.

  最后再置于第一种标准缓冲溶液，查核其pH。

  （二）

  pH值测定：将电极冲洗拭乾后置入水样中，（每更换水样均应先将电极淋洗乾净并拭乾）以磁石搅拌，俟稳定后读取pH值并记录温度。

  （三）

  量测pH值时应注意下述事项：

  当样品pH＞10时，温度变化影响氢离子解离程度较大，检测人员可以控制样品温度於25±1℃并注意正确的使用缓冲溶液校正pH计。现场检测无相关恒温设施，则应记录水温。

  八、结果处理

  直接读取pH值及温度并记录之。

  九、品质管制

  每批样品量测前必须先校正；连续量测十个样品后，须再量测校正液确保稳定性。

  十、精密度与准确度

  良好的pH计可得精密度为±0.02，准确度为±0.05。某实验室配制pH=7.30之样品，另分给三十家实验室分析，所得标准偏差为±0.13。