Question

酸度计的工作原理是什么？

Answer 1

用酸度计进行电位测量是测量pH最精密的方法。pH计由三个部件构成：
(1) 一个参比电极；
(2) 一个玻璃电极，其电位取决于周围溶液的pH；
(3)
一个电流计，该电流计能在电阻极大的电路中测量出微小的电位差。由于采用最新的电极设计和固体电路技术，现在最好的pH可分辨出0.005pH单位万用表·钳形表·钳形功率表·频率计·电源·示波器。

参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位，作为测量各种偏离电位的对照。银-氧化银电极是目前pH中最常用的参比电极。玻璃电极的功能是建立一个对所测量溶液的氢离子活度发生变化作出反应的电位差。把对pH敏感的电极和参比电极放在同一溶液中，就组成一个原电池，该电池的电位是玻璃电极和参比电极电位的代数和。E电池＝E参比
+E玻璃，如果温度恒定，这个电池的电位随待测溶液的pH变化而变化，而测量酸度计中的电池产生的电位是困难的，因其电动势非常小，且电路的阻抗又非常大(1－100MΩ
)；因此，必须把信号放大，使其足以推动标准毫伏表或毫安表。电流计的功能就是将原电池的电位放大若干倍，放大了的信号通过电表显示出，电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度，为了使用上的需要，pH电流表的表盘刻有相应的pH数值；而数字式pH计则直接以数字显出pH值。

Answer 2

酸度计是利用PH复合电极对被测溶液中氢离子浓度产生不同的直流电位通过前置放大器输入到A/D转换器，以达到PH测量的目的，最后由数字显示PH值。
测定原理：
当被溶液中氢离子浓度发生变化时，PH复合电极所输出的电动势也随着发生变化，而电势变化关系符合能史特公式：
△E=-58.16×
式中：△E——表示电动势的变化，以毫伏为单位
△PH——表示溶液PH的变化
t——表示被测溶液的温度（0C）
仪器构造：
仪器的主要部份可分电极部分和电计部分
1·本仪器所使用的PH复合电极，把测量电极和参比电极复合制造成一体。在这个电极系统中，玻璃电极作为测量电极，银氯化银作为参比电极。当它浸入被子溶液中，被测溶液中氢离子浓度不与电极表面水化层进行离子交换。而玻璃电极内部也同样有电位产生，由于内层氢离子浓度不变，外层氢离子浓度随不同的溶液而不同。因此，内外层所产生的电位差也随着氢离子的浓度不同而相应的发生变化。单独玻璃电极只能形成一个化学半电池，它与另一个化学半电池参比电极组成一个完整的化学电池。参比电极中的电势是不随着溶液中氢离子浓度变化而变化的。它的电势与被测溶液的温度无关。
当一对电极所形成的电位差等于零时，被测溶液的PH值即为零电位PH值。也就是两个化学半电池所组成的一个完整的化学电池电压为零，它与玻璃电极内部溶液有关，本仪器选用零电位PH值为7的一种复合电极。
2·电计部分
高阻抗放大器：
由于玻璃电极内阻很高，约5×108Ω，因此，为了确保仪器的测量精度，选具有极高输入阻抗的线性集成运算放大器。由于溶液的PH值与溶液的温度有关，电极把PH值变化为毫伏值是与被测溶液的温度有关，因此，在放大器中设置了一个温度校正补偿器。由于每只复合电极都有一个把PH值转换为mv值的转系数，而电极转换系数每只各不相同，所以，为了消除这个电极转换系数而引起的测量误差，设置了电极斜率调节器。
当复合电极浸入PH7的溶液内，电极有时会产生一定的电位差，即不对称电位，这个值的大小取决于玻璃电极膜材料的性质，内外参比体系，测量溶液和温度等因素。要使仪器直接读出被测溶液的PH值，必须有一个稳定可调的电位去消除这个不对称电压。定位调节器就是起到这个作用的。
仪器的使用方法：
仪器使用前，即测量PH前，先要定标。但这不是说每次使用前都要定标，一般说当测量间隔比较短的情况下，每天定标一次已能达到要求。
仪器定标步序：
打开仪器电源开关（ON）
把测量选择开关拨到“PH”档
先把电极用蒸馏水清洗，然后把电极插在PH7的缓冲溶液中，调节“温度”
被偿器所指示的温度与溶液的温度相同，然后再调节“定位”器使仪器所指示PH 值与该缓冲溶液在此温度下PH值相同。
然后取出插在PH7的缓冲溶液中的电极，用蒸馏水清洗。把清洗过的电极插入PH值为4的缓冲溶液中，使仪器的“温度”补偿器所指示的温度与该缓冲溶液的温度相同，然后再调节“斜率”调节器，使仪器所显示的PH值与缓冲溶液温度下的PH值相同。
通过以上四个标定过程，仪器的标定就告完成。经过标定的仪器，“定位调节器”、“斜率”调节器不应再有任何变动，经标定的仪器就可以进行PH的测量了。
四．仪器的维护
仪器性能的好坏，除了仪器本身结构外，和良好的维护是分不开的，特别象酸度计这类仪器，它必须具有很高的输入阻抗，而且使用环境则经常要接触化学物质，因此，合理的维护更有必要：
仪器的输入端（即复合电极插口）必须保持高度清洁，电极插头不要经常拨下，以防止灰尘及高湿浸入。
电极使用前必须用已知PH值的标准缓冲溶液进行定位校正。
取下帽后要注意，在塑料保护栅内的敏感受玻璃不与硬物接触，任何破损和擦毛都会使电极失效。
测量完毕，应将保护帽套上，帽内应放少量的补充液（3M/molKCL），以保持电极球泡的湿润。
电极的引出端，必须保持清洁和干燥，绝对防止输出两端短路，否则将导致测理结果失准或者失效。
是极避免长期浸在蒸馏水中或蛋白质溶液和酸性氟化物扔溶液中并防止和有机硅油接触。