使用PH計可以更好地控制化學反應,達到提高生產率、產品質量和安全生產的目的。一些批量生產過程(如一些化肥生產和食品加工過程)在使用pH計后可以改為連續生產。現代工業中使用的pH計比其他類型的連續分析儀器的總和還要多。幾乎所有需要用水的生產部門都需要使用pH計。其應用范圍從工業用水和廢物處理到采礦業的浮選過程,包括制漿造紙、金屬加工、化學工業、石油、合成橡膠生產、發電廠、制藥、食品加工等領域。
PH計常用的測量電極是玻璃電極,其結構與參比電極相似,只是用具有穩定pH值的緩沖溶液(即弱酸或弱堿及其鹽類的混合溶液)代替氯化鉀溶液,底部由離子滲透性玻璃膜(約0.1-0.3毫米厚)制成。在底部,緩沖溶液和被測溶液之間形成一個電位差。由于緩沖溶液的pH值是恒定的,所以測量電極的有效電位是待測溶液的pH值的一個函數。玻璃電極不受溶液中氧化劑或還原劑的影響。通過適當的溫度補償,可以在0~100℃或更高的溫度范圍內進行測量。測量電極包括氫醌電極、銻電極、鉍電極等,但它們不具備玻璃電極的優點。只是在玻璃電極發展起來之后,pH測量才成為一種簡單可靠的連續測量方法。pH計可以通過在兩個電極之間連接一個用pH值校準的電壓表來讀取pH值,或者用電極之間的電位差作為控制信號。
PH計的主要測量部件是氫離子選擇電極(對待測溶液中的氫離子活性的電位差有反應的電極)和參比電極(對溶液中的氫離子活性沒有反應的電極,有一個已知的、恒定的電極電位)。將這兩個電極放入同一待測溶液中,形成一個電化學電池。原電池是一個系統,其功能是將化學反應的能量轉換成電能。這個電池的電壓被稱為電動勢。這個電動勢是由兩個半電池組成的。一個半電池稱為測量電極(對氫離子敏感),其電位與特定的離子活性有關;另一個半電池是參考半電池,通常稱為參考電極(恒定電位),一般與測量溶液相連,并與測量儀器相連。 |